CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG CRACKINH 1 Trong phản ứng Crachkinh / tách H2 thì 2 Lưu ý Với trường hợp crakinh ankan thu được 1 anken và 1 ankan mới, sau đó ankan mới tiếp tục crackinh thì không áp dụng công thứ[.]
Trang 1CHUYÊN ĐỀ PHẢN ỨNG CRACKINH
1 Trong phản ứng Crachkinh / tách H2 thì:
2
Lưu ý : Với trường hợp crakinh ankan thu được 1 anken và 1 ankan mới, sau đó ankan
mới tiếp tục crackinh thì không áp dụng công thức nkhí tăng = n ankan phản ứng
3 Khi crackinh hoàn toàn ankan:
Có từ 3C – 4C thì
và
Có từ 5C trở lên thì
4 Khi crackinh hoàn toàn hoặc không hoàn toàn ankan ta luôn có :
5 Bảo toàn khối lượng:
Đốt cháy sản phẩm Đốt cháy ankan ban đầu
nkhí tăng = n ankan phản ứng và = (đối với phản ứng tách H 2 )
m ankan ban đầu = m hh sản phẩm
n ankan sản phẩm= n ankan phản ứng
n sản phẩm = 2n ankan ban đầu
n anken tạo thành = n ankan tạo thành
n sản phẩm ≥ 2n ankan ban đầu
n anken tạo thành = n ankan tạo thành
crackinh
Trang 26 Đề bài chỉ cho tỉ khối, được phép đặt Ankan ban đầu là 1 mol.
► Các ví dụ minh họa ◄
Ví dụ 1: Crackinh 5,8 gam butan, sau phản ứng thu được hhonx hợp sản phẩm X Đốt cháy
X thu được bao nhiêu gam H2O?
Phân tích và hướng dẫn giải
nbutan = 0,1 mol
Đốt cháy sản phẩm Đốt cháy ankan ban đầu xem như đốt C4H10
= 0,5 mol = 9,0 gam
Ví dụ 2: Khi crakinh hoàn toàn 1 thể tích ankan X thu được 3 thể tích hỗn hợp Y, các thể
tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Biết , xác định CTPT của ankan?
A C6H14. B C3H8. C C4H10. D C 5 H 12
Phân tích và hướng dẫn giải
Xét 1 mol: Ankan (X) hỗn hợp sản phẩm
= 24 mY = 72 gam
BTKL: mX = mY = 72 My = 72 gam C5H12
Ví dụ 3: Crackinh butan, sau phản ứng thu được hỗn hợp X gồm 5 hidrocacbon có
Hiệu suất của quá trình crackinh là
Phân tích và hướng dẫn giải
Xét 1 mol: Ankan (X) hỗn hợp sản phẩm
BTKL mX = 58 gam = mY
MX = 32,22 nX = 1,8
n ankan phản ứng = n tăng = 1,8 1 = 0,8 mol
Ví dụ 4: Tiến hành crackinh 10 lít khí butan, sau phản ứng thu được 18 lít hỗn hợp khí X
gồm etan, metan, eten, propilen, butan (các khí đo cùng điều kiện) Hiệu suất của quá trình crackinh là
Trang 3A 60% B 70% C 80% D 90%.
Phân tích và hướng dẫn giải + Phản ứng crackinh butan :
+ Từ phản ứng ta thấy :
+ Khi crackinh propan ta có kết quả tương tự
+ Áp dụng vào ví dụ này ta có :
Tiếp tục sử dụng kết quả (*) để giải quyết các ví dụ 2 – 5.
Ví dụ 5: Thực hiện crackinh V lít khí butan, thu được 1,75V lít hỗn hợp khí gồm 5
hiđrocacbon Hiệu suất phản ứng crackinh butan là (biết các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ
và áp suất):
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 6: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các
thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 12 Công thức phân tử của X là:
A. C6H14. B. C3H8. C. C4H10. D. C 5 H 12
Phân tích và hướng dẫn giải
Nhận xét: Trong phản ứng cacking M(trước) = M(sau)
Vậy: M(X) = 3M(Y) d(Y/H2) = 12 => M(Y) = 24 => M(X) = 72 => Đáp án D
Ví dụ 7: Một bình kín chứa 3,584 lít một ankan (ở 0oC và 1,25atm) Đun nóng để xảy ra phản ứng cracking, rồi đưa nhiệt độ bình về 136,5oC thì áp suất đo được là 3atm Hiệu suất của phản ứng crackinh là :
Phân tích và hướng dẫn giải
Trang 4Ví dụ 8: Crackinh C4H10 (A) thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 32,65 gam/mol Hiệu suất phản ứng crackinh là :
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 9: Crackinh 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị crackinh Biết hiệu suất phản ứng là 90% Khối lượng phân tử trung bình của A là :
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 10: Crackinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x mol CO2
a Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là :
b Giá trị của x là :
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 11: Crackinh hoàn toàn 6,6 gam propan, thu được hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon.
Dẫn toàn bộ X qua bình đựng 400 ml dung dịch brom a mol/l, thấy khí thoát ra khỏi bình có
tỉ khối so metan là 1,1875 Giá trị a là :
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Bản chất của phản ứng :
Trang 5+ Như vậy để tính a ta cần tính số mol C2H4 tham gia phản ứng.
+ Biết số mol C3H8 ban đầu và hiệu suất phản ứng là 100% nên dễ dàng tìm được số mol
C2H4 và số mol CH4 sinh ra ở (1)
+ Hỗn hợp khí thoát ra khỏi bình Br2 có CH4 và C2H4 dư Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp này đã biết nên sẽ tính được mol C2H4 dư Từ đó sẽ tính được số mol C2H4 phản ứng với Br2 và tính được ạ
Ví dụ 12: Crackinh 4,4 gam propan được hỗn hợp X (gồm 3 hiđrocacbon) Dẫn X qua nước
brom dư thấy khí thoát ra (Y) có tỉ khối so với H2 là 10,8 Hiệu suất crackinh là :
Phân tích và hướng dẫn giải + Hỗn hợp X gồm C3H8 dư, CH4 và C2H4; hỗn hợp Y gồm C3H8 dư và CH4
lượng mol trung bình của Y nên sẽ tìm được số mol các chất trong Y và suy ra hiệu suất của phản ứng
Trang 6Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả để giải quyết ví dụ 9.
Ví dụ 13*: Khi crackinh nhiệt đối với 1 mol octan, thu được hỗn hợp X gồm CH4 15%;
C2H4 50%; C3H6 25% còn lại là C2H6, C3H8, C4H10 (theo thể tích) Thể tích dung dịch Br2
1M cần phản ứng vừa hỗn hợp X là
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 14*: Crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được 5 thể tích hỗn hợp Y Lấy 5,6
lít Y (đktc) làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa a mol Br2 Giá trị của a là:
Phân tích và hướng dẫn giải + Bản chất phản ứng :
+ Suy ra :
+ Áp dụng vào ví dụ này ta có :
Trang 7Ví dụ 15*: Cho etan qua xúc tác (ở nhiệt độ cao) thu được một hỗn hợp X gồm etan, etilen,
axetilen và H2 Tỉ khối của hỗn hợp X đối với etan là 0,4 Hãy cho biết nếu cho 0,4 mol hỗn hợp X qua dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 đã phản ứng là bao nhiêu ?
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 16*: Cho một ankan X có công thức C7H16, crackinh hoàn toàn X thu được hỗn hợp khí Y chỉ gồm ankan và anken Tỉ khối hơi của Y so với H2 có giá trị trong khoảng nào sau đây?
A 12,5 đến 25,0 B 10,0 đến 12,5 C 10,0 đến 25,0 D 25,0 đến 50,0.
Phân tích và hướng dẫn giải
PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi :
Ví dụ 17*: Tiến hành nhiệt phân hỗn hợp gồm pentan và octan (có tỉ lệ mol là 1 : 1) thu
được hỗn hợp Y (Giả sử chỉ xảy ra phản ứng crackinh ankan với hiệu suất 100%) Khối lượng mol của hỗn hợp Y (MY) là:
Phân tích và hướng dẫn giải
PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi :
Trang 8
Ví dụ 18*: Thực hiện phản ứng crackinh m gam isobutan, thu được hỗn hợp X chỉ có các
hiđrocacbon Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và
có 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) thoát ra Tỉ khối hơi của Y so với H2 là Giá trị của m là
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 19*: Thực hiện phản ứng crackinh m gam n-butan, thu được hỗn hợp X chỉ có các
hiđrocacbon Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và
có 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) thoát ra Tỉ khối hơi của Y so với H2 là Giá trị của m là
Phân tích và hướng dẫn giải
Trang 9BÀI TẬP ÁP DỤNG
● Dạng 1 : Tính lượng chất trong phản ứng
Câu 1 Crackinh 40 lít n-butan, thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần n-butan chưa bị crackinh (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và
áp suất) Hiệu suất phản ứng tạo ra hỗn hợp A là :
Câu 2 Khi crackinh butan, thu được hỗn hợp B có tỉ khối hơi so với hiđro là 18,125 Hiệu
suất phản ứng crackinh butan là:
Câu 3 Nung nóng propan để thực hiện phản ứng crackinh và đề hiđro hóa, sau phản ứng thu
được hỗn hợp khí X gồm 5 khí (C3H8, C3H6, C2H4, CH4, H2) Tỉ khối của X đối với H2 bằng 17,6 Phần trăm propan phản ứng là:
Câu 4 Crackinh 5,8 gam butan, thu được hỗn hợp X gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8
và một phần butan chưa bị crackinh Biết hiệu suất phản ứng là 80% Tỉ khối của X so với khí hiđro là:
Câu 5 Khi crackinh hoàn toàn 3,08 gam propan, thu được hỗn hợp khí X Cho X sục chậm
vào 250 ml dung dịch Br2, thấy dung dịch Br2 mất màu hoàn toàn và còn lại V lít khí (ở đktc) và có tỉ khối so với CH4 là 1,25 Nồng độ mol Br2 và V có giá trị là:
Câu 6 Crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X, thu được 3 thể tích hỗn hợp Y Lấy 6,72 lít
Y (đktc) làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa a mol Br2 Giá trị của a là:
Câu 7 Tiến hành phản ứng tách H2 từ butan (C4H10), sau một thời gian thu được hỗn hợp X gồm C4H6, C4H8, H2 và C4H10 dư, tỉ khối hơi của X so với không khí là 1 Nếu cho 1 mol X vào dung dịch brom (dư) thì số mol brom tham gia phản ứng là:
Câu 8 Crackinh V lít (đktc) butan, thu được hỗn hợp X gồm 5 hiđrocacbon Phân tử khối
trung bình của X là 36,25 Cho X tác dụng với dung dịch Br2 dư thấy làm mất màu 48 gam brom Giá trị V là:
Câu 9 Thực hiện phản ứng crackinh m gam iso-butan, thu được hỗn hợp A gồm các
hiđrocacbon Dẫn A qua bình đựng 250 ml dung dịch Br2 1M, thấy bình đựng brom mất màu và thoát ra 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí B Tỉ khối của B so với hiđro là 15,6 Giá trị của
m là:
Trang 10Câu 10 Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8, C4H6 và
H2 Tỉ khối của X so với Butan là 0,4 Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch Brom dư thì số mol Brom tối đa phản ứng là?
A 0,48 mol. B 0,24 mol. C 0,36 mol. D 0,6 mol Câu 11 Crakinh 560 (l) C4H10 thu được 1036 (l) hỗn hợp gồm nhiều H C khác nhau Các khí
đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất Tính Hiệu suất phản ứng crackinh?
A 75%. B 80%. C 85%. D 90%.
Câu 12 Crakinh 22,4 (l) C4H10 ở đktc thu được hỗn hợp Y gồm các H C Đốt cháy hoàn toàn
Y thu được x(g) CO2 và y(g) H2O Tính giá trị x,y?
A 176 và 180. B 44 và 18. C 44 và 72. D 176 và 90. Câu 13 Crackinh C4H10 thu được hỗn hợp khí X gồm 5 hidrocacbon có dX/He = 9,0625.Hiệu suất phản ứng crackinh?
A. 20%. B. 40%. C. 60%. D. 80%.
Câu 14 Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H6, C3H8 có dX/He = 10 Hiệu suất phản ứng là
A. 10%. B. 20%. C. 30%. D. 40%.
Câu 15 Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H8 có dX/He = k Biết hiệu suất phản ứng crackinh là 90% Vậy giá trị của k là
A. 9,900. B. 5,790. C. 0,579. D. 0,990.
Câu 16 Crackinh 560 lít C4H10 thu được 1036 lít hỗn hợp X gồm 5 hidrocacbon Biết các thể tích cùng đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất Vậy hiệu suất phản ứng crackinh là
A. 75%. B. 80%. C. 85%. D. 90%.
Câu 17 Crackinh hỗn hợp A gồm propan và butan (trong đó có số mol bằng nhau, phần trăm
mỗi phản ứng bằng nhau và có hiệu suất crackinh là 70%) thì thu được hỗn hợp X gồm
H2 và các ankan, anken Vậy khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X (tính theo đơn vị gam/mol) là
A. 30. B. 40. C. 50. D. 20.
Câu 18 Hỗn hợp khí A gồm etan và propan có tỉ khối so với hidro bằng 20,25 được nung
nóng trong bình chứa chất xúc tác để thực hiện phản ứng đehidro hóa, thu được hỗn hợp khí
B gồm H2, các ankan và anken có tỉ khối so với hidro bằng 16,2 Tính hiệu suất phản ứng đehidro hóa biết phần trăm phản ứng của etan và propan là bằng nhau
A. 40%. B. 35%. C. 30%. D. 25%.
Câu 19 Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2 có dX/He = 2,5 Hiệu suất phản ứng?
A. 50%. B. 60%. C. 70%. D. 80%.
Trang 11Câu 20 Thực hiện phản ứng cracking 11,2 lít hơi isopentan (dktc), thu được hh A chỉ gôm
các ankan và anken Trong hh A có chứa 7,2 gam một chất X mà khi đốt cháy thì thu được 11,2 lít CO2 (dktc) và 10,8 gam H2O Hiệu suất phản ứng cracking isopentan là
Câu 21 Cracking m (gam) butan thu được hỗn hợp khí A Dẫn toàn bộ khí A qua dung dịch
Brom dư thấy có 36 gam brom tham gia phản ứng và thu được hỗn hợp khí B Đốt cháy hoàn toàn 1/10 thể tích hỗn hợp B thu được 2,31 gam CO2 và 1,449 gam H2O
a) Tính khối lượng m (gam)
b) Tính hiệu suất phản ứng cracking
Câu 22 Cracking 4,48 lít butan (đktc) thu được hỗn hợp A gồm 6 chất H2, CH4, C2H6,
C2H4 ,C3H6 , C4H8 Dẫn hết hỗn hợp A vào bình đựng dd Brom dư thì thấy khối lượng bình tăng 8,4g và bay ra khỏi bình brom là hh khí B Thể tích oxi (đktc) cần đốt hết hh B là:
Câu 23 Thực hiện phản ứng tách H2 từ 6,72 lit (đktc) hỗn hợp X gồm C2H6 và C3H8 thu được 11,2 lit (đktc) hỗn hợp Y gồm các anken, ankan và H2 Tính thể tích dung dịch Brom 1M cần dùng để tác dụng hết với Y
Câu 24 Cracking 18 gam ankan A rồi cho toàn bộ sản phẩm thu được lội qua bình đựng dung
dich Brom dư thấy còn lại 5,6 lit (đktc) hỗn hợp khí B gồm các ankan, Tìm CTPT của A
A C 5 H 12 B C4H10 C C6H14 D C7H16
● Dạng 2 : Tìm công thức của ankan
Câu 25 Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X, thu được ba thể tích hỗn hợp Y (các
thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 12 Công thức phân tử của X là :
A C6H14 B C3H8 C C4H10 D C 5 H 12
Câu 26 Khi crackinh hoàn toàn một ankan X, thu được hỗn hợp Y (các thể tích khí đo ở cùng
Trang 12điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 14,5 Công thức phân tử của X
là (biết số mol sản phẩm bằng 2 lần số mol ankan phản ứng):
Câu 27 Tiến hành nhiệt phân hỗn hợp X gồm butan và heptan (tỉ lệ 1 : 2 về số mol) thì thu
được hỗn hợp Y (Giả sử chỉ xảy ra phản ứng crackinh ankan với hiệu suất 100%) Xác định khối lượng phân tử trung bình của Y ( )?
Câu 28 Thực hiện phản ứng crackinh m gam n-butan, thu được hỗn hợp A gồm các
hiđrocacbon Dẫn A qua bình đựng 250 ml dung dịch Br2 1M thấy bình đựng brom mất màu
và thoát ra 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí B Tỉ khối của B so với hiđro là 15,6 Giá trị của m là:
Câu 29 Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2 Giá trị dX/He có thể phù hợp là
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 30 Crackinh hoàn toàn 11,2 lít (đktc) một ankan A thu được 22,4 lít (đktc) hỗn hợp khí B
có tỉ khối đối với không khí bằng 1 Tên gọi của A là:
A. 2metylbutan. B. butan. C. neopentan. D. pentan Câu 31 Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được bốn thể tích hỗn hợp Y (các
thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 10,75 Công thức phân tử của X là
A. C 6 H 14 B. C3H8. C. C4H10. D. C5H12
Câu 32 Crakinh hoàn toàn ankan A thu được hỗn hợp X gồm H2 và các anken, ankan có
dX/He = 7,25 Vậy A là
A. C5H12. B. C6H14. C. C3H8. D. C 4 H 10
Câu 33 Khi crackinh hoàn toàn ankan X thu được hỗn hợp Y gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 14,5 Công thức phân tử của X là
A. C6H14. B. C3H8. C. C 4 H 10 D. C5H12
Câu 34 Khi cracking một ankan khí ở điều kiện thường thu được một hỗn hợp gồm ankan
và anken trong đó có hai chất X và Y có tỉ khối so với nhau là 1,5 Công thức của X và Y là:
A. C2H6 và C3H8. B. C2H4 và C3H6. C. C4H8 và C6H12 D. C3H8 và C5H6
Câu 35 Một hỗn hợp X gồm hai ankan A, B đồng đẳng kế tiếp Crackinh 11,2 lít (đktc) hỗn
hợp X thu được 22,4 lít hỗn hợp Y (đktc) gồm ankan, anken và H2, tỉ khối hơi của Y đối với
H2 là 8,2 Vậy công thức phân tử và số mol của A, B lần lượt là:
A. C3H8 (0,2 mol); C4H10 (0,3 mol). B. C2H6 (0,3 mol); C3H8 (0,2 mol)
C. C H (0,1 mol); C H (0,4 mol) D C H (0,4 mol); C H (0,1 mol).