Tính hiệu suất phản ứng hidro hóaVí dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là:A. 25%B. 50%C. 40%D. 20% Giải H2: a; C2H4 : bM = (2a + 28b )(a+b) = 3,75.4 ; suy ra : a =b2a + 28b = 15a + 15b ; 13a =13b ; a=b CH2=CH2 + H2 CH3 CH3 Bđ a a nbd = 2a Pu x x x Spu ax ax x nspu = 2a –xnbd = mMbđnSpu = mMSpuTa có nbđnspu = MspuMtpu = 2a(2ax) = 5.43,75.4; ntns = MsMt = dsdtTừ đó giải ra x= 0,5a H = xa. 100% = 0,5aa .100% = 50%
Trang 1Ôn tập Định luật bảo toàn liên kết π qua bài toán cộng Br2,
H2 của hidrcacbon
* Tính hiệu suất phản ứng hidro hóa
Ví dụ 1: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 3,75 Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5 Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là:
D 20%
Giải
H2: a; C2H4 : b
M = (2a + 28b )/(a+b) = 3,75.4 ; suy ra : a =b
2a + 28b = 15a + 15b ; 13a =13b ; a=b
CH2=CH2 + H2 CH3- CH3
Bđ a a nbd = 2a
Pu x x x
Spu a-x a-x x nspu = 2a –x
nbd = m/Mbđ
nSpu = m/MSpu
Ta có nbđ/nspu = Mspu/Mtpu = 2a/(2a-x) = 5.4/3,75.4; nt/ns = Ms/Mt = ds/dt
Từ đó giải ra x= 0,5a
H = x/a 100% = 0,5a/a 100% = 50%
Ví dụ 2: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5 Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 12,5 Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là: Giải
H2:a ; C2H4: b
M= (2a + 28b)(a+b)= 7.5.2 ; giải ra a =b
CH2=CH2 + H2 CH3-CH3
Bđ a a nt =2a
Pu x x x
Trang 2Spu a-x a-x x ns = 2a-x
nt/ns = Ms/Mt = 2a/(2a-x)= 12.5.2/7,5.2 ; giải ra x =0,8a; x/a = 0,8
H= x/a 100% = 80%
V dụ 3: Dẫn hỗn hợp X gồm etilen và H 2 có tỉ khối hơi với
thu được hỗn hợp Y Tỉ khối của của Y so với H 2 là:
Giải
H 2 : a; C 2 H 4 : b
M = (2a + 28b)/ (a + b) = 8,5 giải ra a= 3b
C 2 H 4 + H 2 C 2 H 6
bđ b 3b n t =4b
pư 0,75b 0,75b 0,75b
spu 0,25b 2,25b 0,75b n s = 3,25 b
n t /n s = d s / dt = 4b/3,25b = ds/4,25 ; d s = 4,25.4/3,35 = 5,23
Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm H2, C2H4 và C3H6 có tỉ khối so với H2
là 9,25 Cho 22,4 lít khí X(đktc) vào bình kín có sẵn một ít bột
Ni Đun nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 10 Tổng số mol H2 đã phản ứng là:
A 0,070 mol B 0,015 mol C 0,075 mol D 0,050
mol
Giải
n X =22,4/22,4 = 1(mol)
M X = 9,25.2 = 18,5 ; m X = 1.18,5 = 18,5 (gam) = m Y
n Y = m y /M y = 18,5/20 = 0,925
n H2pu = n X –n Y = 1- 0,925 = 0,075 (mol)
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol axetilen, 0,1 mol
vinylaxetilen, 0,1 mol etilen và 0,4 mol hiđro Nung hỗn hợp X với niken xúc tác, một thời gian được hỗn hợp khí Y có tỉ khối đối với hiđro bằng 12,7 Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với
dung dịch chứa a mol Br2 Giá trị của a là
Trang 3A 0,35 mol B 0,65 mol C 0,45 mol D 0,25
mol
Giải
m X = 0,15.26 + 0,1.52 + 0,1.28 + 0,4.2 = 12,7 (gam) = m Y
n X = 0,15 + 0,1 + 0,1 + 0,4 = 0,75 (mol)
n y = 12,7/25,4 = 0,5 (mol)
n h2pu = 0,75 -0,5 = 0,25 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn lk pi:
0,15.2 + 0,1.3 + 0,1.1 = 0,25 + n br2 ; n br2 = 0,45
Ví dụ 6: Đun nóng hỗn hợp X gồm 0,1 mol etilen(CH2=CH2); 0,1 mol vinylaxetilen(1lk 3 + 1 lk đôi)( và 0,3 mol hidro với xúc
tác Ni một thời gian, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với hidro bằng 10,75 Cho toàn bộ Y vào dung dịch brom dư thấy có tối
đa a mol brom phản ứng Giá trị của a là
Giải
mX = 0,1.28 + 0,1.52 + 0,3.2 = mY = 8,6
nX = 0,1 + 0,1 + 0,3 = 0,5
nY = 8,6/10,75.2 = 0,4
n H2pu = n X –n Y = 0,5 -0,4 = 0,1 (mol)
Áp dụng đlbtliên kết pi:
0,1.1 + 0,1.3= 0,1 + nBr2 ; nbr2 = 0,3
Câu 6: Hỗn hợp X gồm 0,02 mol C2H2, 0,03 mol C2H4 và 0,07 mol H2, đun nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 9,375 Số mol H2
đã tham gia phản ứng là
D 0,03.
Giair
MX = 0,02.26 + 0,03.28 + 0,07.2 = mY = 1,5 (gam)
nX = 0,02 + 0.03 + 0,07 = 0,12 (mol)
nY = my/My = 1,5/ 9,375.2 = 0,08
nH2pu = nX-ny = 0,12 -0,08 = 0,04
Trang 4- Áp dụng định luật bảo toàn liên kết pi
0,02.2 + 0,03.1 = 0,04 + nbr2 ; nBr2 = 0,03
Ví dụ 5: Trong một bình kín chứa 0,35 mol C 2 H 2 ; 0,65 mol
H 2 và một ít bột Ni, đun nóng bình 1 thời gian, thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H 2 bằng 8 Sục X vào lượng dư dung dịch AgNO 3 trong NH 3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y và 12 gam kết tủa Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br 2 trong dung dịch.
A 0,25 mol B 0,20 mol C 0,15 mol D 0,10 mol
Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol propin, 0,1 mol axetilen,
0,2 mol etan và 0,6 mol H2 Nung nóng hỗn hợp X (xúc tác Ni) một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y Cho Y tác dụng với AgNO3 dư trong NH3 thu được a mol kết tủa và 15,68 lít hỗn hợp khí Z (đktc) Sục khí Z qua dung dịch Brom dư thấy có 8,0 gam brom phản ứng Giá trị của a là:
0,15
Ví dụ 9: Đốt cháy hoàn toàn 14,28 gam hỗn hợp X chứa C4H8,
C4H6, C4H4, C4H2 và H2 thu được 1,04 mol khí CO2 Mặt khác, nếu cho một ít bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X trên rồi nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 là 17,85 Biết các chất trong X đều có mạch hở Nếu sục toàn bộ Y vào dung dịch nước Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là:
Ví dụ 10: Đốt cháy hoàn toàn 13,3 gam hỗn hợp X chứa C3H6,
C3H4, C2H4, C2H2 và H2 cần vừa đủ 1,425 mol khí O2 Mặt khác, nếu cho một ít bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X trên rồi
Trang 5nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 là 13,3 Biết các chất trong X đều có mạch hở Nếu sục toàn bộ Y vào dung dịch nước Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là:
Bài tập rèn luyện
Câu 2: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol propin, 0,1 mol axetilen, 0,2
mol etan và 0,6 mol H2 Nung nóng hỗn hợp X (xúc tác Ni) một thời gian, thu được hỗn hợp Y có tỷ khối so với H2 bằng a Cho
Y tác dụng với AgNO3 dư trong NH3 thu được kết tủa và 15,68 lít hỗn hợp khí Z đktc Sục khí Z qua dung dịch Brom dư thấy
có 8,0 gam brom phản ứng Giá trị của a là:
A 9,875 B 10,53 C 11,29 D 19,75.
Câu 3: Hỗn hợp X gồm metan, propan, etilen, buten có tổng số
mol là 0,57 mol tổng khối lượng là m.Đốt cháy hoàn toàn m gam X cần vừa đủ 54,88 lit O2 (đktc) Mặt khác cho m gam X qua dung dịch Br2 dư thì thấy số mol Br2 phản ứng là 0,35 mol.Giá trị của m là :
A 22,28 B 22,68 C 24,24 D 24,42 Câu 4: Nung 13,44 lít (đktc) hỗn hợp X gồm axetilen, propilen
và hiđro (tỉ lệ mol 2: 1: 3) trong bình đựng bột Ni một thời gian thì thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối hơi so với X là 12/7 Dẫn toàn bộ Y qua bình đựng dung dịch AgNO3 trong NH3 thì thu được 12 gam kết tủa và hỗn hợp khí Z Hấp thụ hết Z vào bình đựng dung dịch brom dư thì thấy có m gam brom phản ứng Giá trị của m là
D 25,6.
Câu 5: Hỗn hợp X gồm etilen, axetilen và hiđro Đốt cháy hoàn
toàn X thu được số mol CO2 bằng số mol H2O Mặt khác dẫn V lít
X qua Ni nung nóng thu được 0,8V lít hỗn hợp Y Cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch brom dư thì có 32 gam brom đã phản ứng Biết các thể tích khí đều đo ở đktc Giá trị của V là
Trang 6A 8,96 B 11,20 C 6,72.
D 5,60.
Câu 6 Hỗn hợp X gồm 0,1 mol C2H4; 0,2 mol C2H2 và 0,7 mol
H2 Nung nóng X trong bình kín có Ni xúc tác sau một thời gian thu dược 0,8 mol hỗn hợp Y Biết Y phản ứng vừa đủ với 100ml dung dịch Br2 aM Giá trị của a là:
Câu 7: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 và 0,1 mol
vinylaxetilen Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được
hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1 Nếu cho toàn bộ
Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam brom tham
gia phản ứng Giá trị của m là:
D 3,2.
Câu 8: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol C2H4; 0,15 mol C2H2 và 0,5 mol H2 Đun nóng X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 13,3 Hỗn hợp Y phản ứng tối đa với x mol Br2 trong dung dịch Giá trị của x là
Câu 9 Hỗn hợp khí X gồm 0,45 mol H2 và 0,15 mol vinylaxetilen Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 là 14,5 Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam brom tham gia phản ứng Giá trị của m là
Câu 10: Nung nóng hỗn hợp X gồm 0,1 mol vinyl axetilen và
0,3 mol H2 với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với không khí là 1 Hỗn hợp Y làm mất màu tối đa m gam brom trong CCl4 Giá trị của m là
Câu 11: Hỗn hợp X gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 vào bình kín có Ni là xúc tác Nung bình một thời gian được hỗn hợp Y Cho Y lội qua dung dịch Br2 dư thấy bình Br2 tăng m
Trang 7gam và có 448 ml khí Z bay ra (đktc) Biết dZ/H2 = 4,5 Giá trị của m là:
A 4 gam B 0,62g C 0,58g D 0,4g
Câu 12: Cho 1,792 lít hỗn hợp X gồm: propin, H2 (ở đktc, tỉ khối của X so với H2 bằng 65/8) đi qua xúc tác nung nóng trong bình kín thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối của Y so với He bằng a Y làm mất màu vừa đủ 160 gam nước brom 2% Giá trị gần đúng nhất của a là
Câu 13 Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol etilen, 0,1 mol
metylaxetilen, 0,1 mol isopren và 0,7 mol H2 vào bình kín có xúc tác Ni nung nóng Sau một thời gian thu được hỗn hợp Y có
tỷ khối hơi so với He là d Khi cho Y lội qua dung dịch Br2 dư thấy có 48 gam Brom tham gia phản ứng giá trị của d là:
A 5,7857 B 6,215 C 4,6875 D 5,7840 Câu 14: Dẫn hôn hợp X gồm 0,05 mol C2H2; 0,1 mol C3H4 và 0,1 mol H2 qua ống chứa Ni nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm 7 chất Đốt cháy hoàn toàn Y rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ hết vào 700 ml dung dịch NaOH 1M thu được dung dịch Z Tổng khối lượng chất tan (g) trong Z là:
Câu 15: Một bình kín chứa hỗn hợp X gồm 0,06 mol axetilen ,
0,09mol vinylaxetilen; 0,16 mol H2 và một ít bột Ni Nung hỗn hợp X thu được hỗn hợp Y gồm 7 hiđrocacbon (không chứa các but-1-in) có tỷ khối hơi đối với H2 là 328/15 Cho toàn bộ hỗn hợp Y đi qua bình đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư ,thu được m gam kết tủa vàng nhạt và 1,792 lít hỗn hợp khí Z thoát ra khỏi bình Để làm no hoàn toàn hỗn hợp Z cần vừa đúng 50ml dung dịch Br2 1M Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là
Câu 16 Một bình kín chứa hỗn hợp X gồm Hidro (0,195 mol),
axetilen (0,150 mol), vinyl axetilen (0,12 mol) và một ít bột Ni Nung nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ
Trang 8khối hơi so với hidro bằng 19,5 Khí Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,21 mol AgNO3 trong NH3, thu được m gam kết tủa và 3,024 lít hỗn hợp khí Z (đktc) Khí Z phản ứng tối đa với 0,165 mol Br2 trong dung dịch Giá trị của m là?
D 82,8.
Câu 17: Một bình kín chỉ chứa các chất sau: axetilen (0,5 mol),
vinylaxetilen (0,4 mol), hidro (0,65 mol), và một ít bột Niken Nung nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp khí X có tỉ khối so với H2 bằng 19,5 Khí X phản ứng vừa đủ với 0,7 mol AgNO3 trong NH3 thu được m gam kết tủa và 10,08 lít hỗn hợp khí Y (điều kiện tiêu chuẩn) Khí Y phản ứng tối đa với 0,55 mol brom trong dung dịch Giá trị của m là:
D 92,0.
BÀI TẬP NÂNG CAO
Câu 1: Một bình kín chỉ chứa hỗn hợp X gồm các chất sau:
axetilen (0,2 mol), vinylaxetilen (0,3 mol), hidro (0,25 mol), và một ít bột Niken Nung nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 17,75 Khí Y phản ứng vừa
đủ với 0,54 mol AgNO3 trong NH3 thu được m gam kết tủa và 4,704 lít hỗn hợp khí Z (điều kiện tiêu chuẩn) Khí Z phản ứng tối đa với 0,23 mol brom trong dung dịch Giá trị của m là:
A 74,36 B 75,92 C 76,18 D 82,34 Câu 2: Hỗn hợp 17,92 lít (đktc) khí X có khối lượng gồm CH4,
C2H2, C2H4, C3H6 và 0,3 mol H2 Đun nóng X với bột Ni một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với He là 5 Đốt cháy hoàn toàn Y, thu được 20,16 lít CO2 (đktc) và 23,4 gam
H2O Sục Y vào dung dịch chứa AgNO3/NH3 dư thu được m gam kết tủa và hỗn hợp khí Z Z làm mất màu tối đa 300ml dung dịch Br2 0,5M Giá trị của m là:
Trang 9A 18,0 B 16,8 C 12,0.
D 14,4.
Câu 3: Hỗn hợp X gồm 0,1 mol axetilen, 0,04 mol
vinylaxetilen, 0,02 mol etilen và 0,24 mol hiđro Nung hỗn hợp
X với niken xúc tác, một thời gian được hỗn hợp khí Y có tỉ khối đối với hiđro bằng 8,9375 Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa
đủ với dung dịch chứa a mol Br2 Giá trị của a là
A 0,34 mol B 0,28 mol C 0,42 mol D 0,26
mol
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 14,48 gam hỗn hợp X chứa C3H6,
C3H4, C4H8, C4H6 và H2 thu được 20,16 gam H2O Mặt khác, nếu cho một ít bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X trên rồi nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 là 18,1 Biết các chất trong X đều có mạch hở Nếu sục toàn bộ Y vào dung dịch nước Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là:
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 20,08 gam hỗn hợp X chứa C3H6,
C3H4, C4H8, C4H6 và H2 thu được tổng khối lượng H2O và CO2
là 89,84 gam Mặt khác, nếu cho một ít bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X trên rồi nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H2 là 20,08 Biết các chất trong X đều có mạch hở Nếu sục toàn bộ Y vào dung dịch nước Br2 dư thì số mol Br2 phản ứng tối đa là:
Câu 6: Hỗn hợp X chứa 4 hydrocacbon đều ở thể khí có số
nguyên tử cacbon lập thành cấp số cộng và có cùng số nguyên
tử hydro Nung nóng 6,72 lít hỗn hợp E chứa X và H2 có mặt Ni làm xúc tác thu được hỗn hợp F có tỉ khối so với He bằng 9,5 Dẫn toàn bộ F qua bình đựng dung dịch Br2 dư thấy khối lượng
Br2 phản ứng là a mol; đồng thời khối lượng bình tăng 3,68 gam Khí thoát ra khỏi bình (hỗn hợp khí T) có thể tích là 1,792
Trang 10lít chỉ chứa các hydrocacbon Đốt cháy toàn bộ T thu được 4,32 gam nước Các khí đều đo ở đktc Giá trị của a là:
A.0,12 mol B 0,14 mol C 0,13 mol D 0,16 mol Câu 7: Hỗn hợp X chứa 0,08 mol axetylen; 0,06 mol
axetandehit; 0,09 mol vinylaxetylen và 0,16 mol hidro Nung
X với xúc tác Ni sau một thời gian thì thu được hỗn hợp Y có
tỷ khối hơi so với H2 là 21,13 Dẫn Y đi qua dung dịch AgNO3/NH3 dư để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được m gam Z gồm 4 kết tủa có số mol bằng nhau, hỗn hợp khí T thoát
ra sau phản ứng làm mất màu vừa hết 30ml dung dịch brom 0,1M Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây
A 27 B 29 C 26 D 25 Câu 8: Tiến hành đime hóa C2H2 sau một thời gian thu được hỗn hợp X chứa hai chất hữu cơ có tỷ khối so với He là 65/6 Trộn V lít X với 1,5V lít H2 thu được hỗn hợp Y Đun nóng Y với bột Ni sau một thời gian thì thu 17,92 lít (ở đktc) hỗn hợp Z
có tỷ khối so với Y là 1,875 Cho Z lội qua dung dịch AgNO3/NH3 dư thì thấycó 0,3 mol AgNO3 phản ứng và tạo ra m gam kết tủa, hỗn hợp khí T thoát ra có thể tích là 12,32 lít (ở đktc) và làm mất màu tối đa 150 ml dung dịch Br2 2M Phần trăm khối lượng của CAgCAg trong m gam kết tủa là :
A 30,12% B 27,27% C 32,12% D 19,94%.