A. LÝ THUYẾT
1. Nếu hỗn hợp có chứa hidrocacbon chưa no qua dung dịch nước Br2 nếu:
- Thể tích hỗn hợp giảm = thể tích hidrocacbon chưa no
- Khối lượng bình đựng dung dịch Br2 tăng = khối lượng hidrocacbon chưa no 2. Nếu cho hỗn hợp có chứa hidrocacbon chưa no và Hidro qua xúc tác Ni, to, nếu:
B. BÀI TẬP Bài 1:
Cho 10 lit hỗn hợp CH4 và C2H2 tác dụng với 10 lit H2(to, xt), sau phản ứng thu được 16 lit hỗn hợp khí. Tính % về thể tích mỗi khí trong hỗn hợp sau phản ứng.
Hướng dẫn
ở cùng điều kiện to và p, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol Khi cho hỗn hợp phản ứng với H2 thì chỉ có C2H2 phản ứng:
C2H2 + 2H2 ���t Nio, � C2H6(1)
1V 2V 1V
Sau phản ứng thể tích giảm 4 lit chính là thể tích H2 tham gia Theo phương trình (1):
Cứ 1 lit C2H2 sẽ phản ứng cộng với 2 lit H2 tạo 1 lit C2H6
Cứ x lit C2H2 sẽ phản ứng cộng với 4 lit H2 tạo y lit C2H6
Suy ra: x= 2 lit , y= 2lit Như vậy sau phản ứng, thể tích các khí gồm:
VH2 10 4 6lit; VC H2 6 2 lit
VC H4 10 2 8lit
Nên: %H2= 37,5%, %C2H6= 12,5%; %CH4 = 50%
Bài 2:
Cho 0,896 lit (đktc) hỗn hợp khí A gồm CH4, C2H4 và C2H2 qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy có 8 gam Br2 tham gia phản ứng. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,896 lit hỗn hợp A rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng dung dịch nước vôi trong dư được 7 gam kết tủa trắng.
a. Tính % về thể tích các khí trong A.
b. Khi đốt cháy 3 hidrocacbon trên thì chất nào có ngọn lửa sáng nhất c. Phân biệt 3 hidrocacbon trên bằng phương pháp hóa học.
Hướng dẫn Ta có:
nA= 0,896
22, 4 0,04mol
2
8 0,05
Br 160
n mol
nkết tủa= 7
1000,07mol
Gọi a, b, c lần lượt là số mol CH4, C2H4 và C2H2 trong 0,896 lit hỗn hợp A.
nA = a + b+ c= 0,04(1)
- Khi cho qua dung dịch nước Br2 dư, chỉ có C2H4 và C2H2 phản ứng:
C2H4 + Br2 C2H4Br2
mol: b b
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
mol: c 2c
Theo bài ra: b+ 2c = 0,05(2)
- Khi đốt cháy hỗn hợp và dẫn sản phẩm sục vào dung dịch nước vôi trong dư:
CH4 + 2O2 to
��� CO2 + 2H2O mol: a a
C2H4 + 3O2 ��to�2CO2 + 2H2O mol: b 2b
2C2H2 + 5O2 ��to� 4CO2 + 2H2O mol: c 2c
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 �+ H2O mol: (a+2b+2c) (a+2b+2c)
Ta có: a+ 2b + 2c = 0,07(3) Giải hệ (1) (2) (3) ta được :
a= b= 0,01 c= 0,02
a. ở cùng đktc, tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol nên:
4 2 4
% % 0,01.100% 25%
0, 04
CH C H
V V
%VC H2 2100% 50% 50%
b. Để biết đốt cháy các hidro cacbon, chất nào cháy với ngọn lửa sáng nhất, ta so sánh hàm lượng cacbon trong mỗi hidro cacbon. Chất nào cao nhất là cháy với ngọn lửa sáng nhất( Vì cùng thể khí)
Vậy : C2H2 cháy với ngọn lửa sáng nhất c. Phân biệt 3 hidrocacbon trên:
- Dẫn lần lượt từng khí qua bình đựng dung dịch AgNO3 trong NH3 dư, nếu xuất hiện kết tủa vàng là C2H2.
C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3 to
��� C2Ag2�+ 2NH4NO3
- Dẫn 2 khí còn lại qua bình đựng dung dịch Br2, khí nào làm mất màu dung dịch Br2 là C2H4, còn lại là CH4.
C2H4 + Br2 C2H4Br2
Bài 3
Đốt cháy hoàn toàn 1,1g hỗn hợp A gồm 3 khí metan, axetilen, protilen (C3H6) thu được 3,52g CO2. Mặt khác khi cho 448ml hỗn hợp A (đktc) đi qua dung dịch brom dư thì chỉ có 4g brom phản ứng. Tính thành phần phần trăm theo thể tích của mỗi chất trong hỗn hợp A.
Hướng dẫn
Số mol CO2 :nCO2= 0,08 ;
Số mol A :nA= 0,02 ; số mol Br2 :nBr2= 0,025.
CH4 + 2O2 ���to CO2 + 2H2O x mol x mol
C2H2 + 2,5O2 ��to� CO2 + H2O y mol 2y mol
C3H6 + 4,5O2 ���to 3CO2+ 3H2O z mol 3z mol
C2H2 + 2Br2 C2H2Br4
y mol 2y mol
C3H6 + Br2 C3H6Br2
z mol z mol
4 2 2 36
16x + 26y + 42z = 1,1 x + 2y + 3z = 0,08 x + y + z = 0,02a 2y + z = 0,025a
Giải hệ cho y = 0,02; x = z = 0,01
%VCH = 25% ; %VC H = 50% ; %VC H = 25%
Bài 4:
Hỗn hợp A gồm có 1 ankan và 1 anken. Đốt cháy hỗn hợp A thì thu được a mol H2O và b mol CO2. Hỏi tỉ lệ T=a
b có giá trị trong khoảng nào ? Hướng dẫn
Hỗn hợp A gồm 1 ankan và một anken, khi đốt cháy, có phương trình phản ứng:
CnH2n+2 + 3 1 2 n
O2 ��to� nCO2 + (n+1)H2O (1)
CmH2m + 3 2
m O2 ��to� mCO2 + mH2O (2)
Gọi x, y là số mol của ankan và anken , ta có :
. ( 1). . .
. . . . 1 . .
a m y n x m y n x x x
T b m y n x m y n x n x m y
-Giả sử hỗn hợp( A) chỉ có anken (x= 0) ta có : T=1 -Giả sử hỗn hợp (A) chỉ có ankan (y=0) ta có: T= 1 + 1
n Do đó: T �2
Mà hỗn hợp gồm 2 hidrocacbon, nên: 1 < T< 2
---
Bài tập tự luyện
Bài 1: Trộn 10 lit H2 với 10 lit hỗn hợp gồm 2 khí CH4 và C2H2, rồi cho tất cả đi qua một ống chứa bột Ni nung nóng. Sau khi thí nghiệm thể tích còn lại 12 lit.
a. Xác định thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu
b. Thay axetilen bằng etylen thì thể tích khi sau phản ứng bằng bao nhiêu.
ĐS: a.
4 6 ; 2 2 4
CH C H
V lit V lit
b.Thể tích còn lại sau phản ứng là 16 lit.
Bài 2: Một hỗn hợp gồm CH4 và C2H4 có thể tích 5 lit trộn lẫn với 5 lit H2 (nung 250oc, xt Ni), sau đó đưa về điều kiện nhiệt độ và áp suất ban đầu thấy còn lại 8 lit và dẫn qua dung dịch nước Br2
a. Dung dịch nước Br2 có bị thay đổi gì hay không?
b. Tính % thể tích CH4 và C2H4 ban đầu.
ĐS: a. Dung dịch Br2 không đổi màu b. %CH4 = 60%; %C2H4 = 40%
Bài 3: Cho hỗn hợp A gồm C2H4 và C2H2.Lấy 2,96 gam hỗn hợp A đem đốt cháy hoàn toàn thu được m1 gam CO2 và m2 gam H2O. Lấy 0,616 lit A(đktc) cho tác dụng với lượng dư dd Br2 thấy có 6,8 gam Br2 tham gia.
a. Tính % theo thể tích mỗi hidrocacbon b. Tính % về khối lượng mỗi hidrocacbon c. Tìm m1 và m2.
ĐS: a. 54,6% và 45,4%
b. 47,3% và 52,7%
c. m1 = 9,68 gam; m2 = 2,88 gam.
Bài 4: Dẫn 5,6 lit hỗn hợp khí gồm metan, Etilen và Axetilen lội qua bình đựng dung dịch Br2 dư. Sau phản ứng thấy nước Br2 nhạt màu một phần và khối lượng bình chứa Br2 tăng thêm 5,125 gam. Nếu đem đốt cháy hết 5,6 lit hỗn hợp khí trên rồi cho sản phẩm cháy qua dung dịch nước vôi trong dư thu được 43,75 gam kết tủa.
a. Tính % V các khí trong hỗn hợp đầu b. Tính % m các khí trong hỗn hợp đầu Biết các thể tích khí đo ở đktc
ĐS: a. %CH4=%C2H2=25%;%C2H4 =50%
b. % khối lượng:
%CH4= 16,3%;
%C2H2=57,1%;
%C2H4= 26,6%
---