Bài tập hiđrocacbon hay

Đun nóng X có Ni xúc tác để phản ứng xảy ra hoàn toàn được hỗn hợp Y.. Cho X đi qua Ni đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y tỉ khối hơi của Y so với CH4 bằng 1.. Xác định c

Bài 1: Hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon CnH2n-2 (phân tử có 1 liên kết 3)và H2 dX/H2 = 6.5 Đun nóng X (có Ni xúc tác) để phản ứng xảy ra hoàn toàn được hỗn hợp Y Cho Y qua dd Br2 thấy dd Br2 nhạt màu Xác định công thức phân tử của CnH2n-2 và % thể tích mỗi chất trong X

Bài 2: Hỗn hợp X gồm 1 hiđrocacbon ở thể khí và H2 (tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 4,8) Cho X đi qua Ni đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y (tỉ khối hơi của Y so với CH4 bằng 1) CTPT của hiđrocacbon là

A C2H2 B C3H6 C C3H4 D C2H4

HD:

- BTKL: mX=mY => 9,6nX=16nY =>nX/nY=5/3

- Tự chọn nX=5 và nY=3 => nH2 pư = nX-nY = 2

- Do MY=16 nên Y có H2 dư => Y gồm ankan và H2dư

CnH2n+2-2k + kH2 -> CnH2n+2

2 2/k

- Vậy Y chứa ankan: 2/k mol và H2 dư (3-2/k) mol

=> mY=(14n+2).2k+2(3-2/k)=16.3 => 2n=3k

- Do n≤4 -> n=3; k=2 là nghiêmk duy nhất => CTPT C3H4

Bài 3: Hỗn hợp X gồm 1 hiđrocacbon ở thể khí và H2 (tỉ khối hơi của X so với H2 bằng 6,7) Cho X đi qua Ni đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y (tỉ khối hơi của Y so với H2 bằng 16,75) CTPT của hiđrocacbon trong X là

A C3H4 B C3H6 C C4H8 D C4H6

HD:

- BTKL: mX=mY => 16,75.2nX=6,7.2nY =>nX/nY=5/2

- Tự chọn nX=5 và nY=2 => nH2 pư = nX-nY = 3 mol > nY -> hiđrocacbon là CnH2n-2 -> ban đầu có CnH2n-2: 1,5 mol và H2: 3,5 mol

-> n=3 -> C3H4

C2

Vi h n h p sau ph n  ng co hiđro d  nên X ph n  ng h tô ơ a ư ư a ư ê

G i s  mol ban đ u la 1 molo ô â

Do ph n  ng ko thêm ch t bên ngoai nên la ư â ương s  mol chênh l ch trô ê ươc va sau ph n  ng a ư

la s  mol hiđro tham gia ph n  ng = 1 ­ 0,4 = 0,6 molô a ư

TH1: A la ankin

Vi hh sau t o ankan nên 1 mol A c n 2 mol H2a â

S  mol A trong hh đ u la 0,3 molô â

S  mol hiđro trong hh đ u = 1 ­ 0,3 = 0,7 molô â

mX=13,4=0,3A+0,7.2→A=40→A=C3H4

TH2: A la anken lo ia

Bài 4: Hỗn hợp khí X gồm 1 hidrocacbon A mạch hở và H2 Đốt cháy hoàn toàn 8 gam X thu được 22

gam khí CO2 Mặt khác 8 gam X tác dụng vừa đủ với 250ml dung dịch Br2 1M Xác định công thức phân tử của A và tính phần trăm thể tích của hỗn hợp X

A có dạng CnH2n+2-2k CnH2n+2-2k + kBr2 —> CnH2n+2-2kBr2k 0,25/k………0,25

CnH2n+2-2k —> nCO2 0,25/k………0,5 —> 0,25n/k = 0,5 —> n = 2k A là chất khí nên n

≤ 4 Nếu k = 1 —> n = 2 —> nC2H4 = 0,25 —> nH2 = 0,5 Nếu k = 2 —> n = 4 —> nC4H6 = 0,125

—> nH2 = 0,125

Câu 20: Hỗn hợp X gồm C2H2 và H2 lấy cùng số mol Lấy một lượng hỗn hợp X cho đi qua chất xúc tác thích hợp, đun nóng được hỗn hợp Y gồm 4 chất Dẫn Y qua bình đựng nước brom thấy khối

luợng bình tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít khí Z (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8 Thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là

A 33,6 lít B 22,4 lít C 16,8 lít D 44,8 lít.

Câu 20: Đáp án : A

Coi C2H2 với H2 tác dụng với nhau tạo 4 chất đó là C2H2,C2H4,C2H6,H2 khi qua bình brom thì chỉ có

C2H6 và H2 đi ra

Bảo toàn khối lượng

mx = my = 10,8 + 0,2.16 = 2x + 26x => x=0,5

Đốt cháy Y cũng như đốt cháy X => nO = 0,5 + 0,5.2.2 + 0,5 = 3mol

=>V=3/2 22,4 = 3,36

Câu 21: Đun nóng hỗn hợp khí gồm 0,06 mol C2H2 và 0,04 mol H2 với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y lội từ từ qua bình đựng dung dịch brom (dư) thì còn lại 0,448 lít hỗn hợp khí Z (ở đktc) có tỉ khối so với O2 là 0,5 Khối lượng bình dung dịch brom tăng là

A 1,20 gam B 1,04 gam C 1,64 gam D 1,32 gam.

Câu 21: Đáp án : D

Bảo toàn khối lượng ta có:

mC2H2+mH2=m+mY

=> 0,06.26+0,04.2 = m+0,02.0,5.32

=> m=1,32g

Câu 22: Một hỗn hợp X gồm 1 ankan A và 1 ankin B có cùng số nguyên tử cacbon Trộn X với H2 để được hỗn hợp Y Khi cho Y qua Pt nung nóng thì thu được khí Z có tỉ khối đối với CO2 bằng 1 (phản ứng cộng H2 hoàn toàn) Biết rằng VX = 6,72 lít và = 4,48 lít CTPT và số mol A, B trong hỗn hợp X

là (Các thể tích khí đo ở đkc)

A 0,1 mol C2H6 và 0,2 mol C2H2

B 0,1 mol C3H8 và 0,2 mol C3H4

C 0,2 mol C2H6 và 0,1 mol C2H2

D 0,2 mol C3H8 và 0,1 mol C3H4

Câu 22: Đáp án : D

phản ứng cộng hidro hoàn toàn

=> sau phản ứng hỗn hợp chỉ chứa ankan

=> tỉ khối đối với CO2=1 => Mtb=44 => C3H8

=> Vx=0,3 VH2=0,2 => nAnkin=0,1

=> nAnkan=0,3-0,1=0,2

Câu 23: Hỗn hợp ban đầu gồm 1 ankin, 1 anken, 1 ankan và H2 với áp suất 4 atm Đun nóng bình với

Ni xúc tác để thực hiện phản ứng cộng sau đó đưa bình về nhiệt độ ban đầu được hỗn hợp Y, áp suất hỗn hợp Y là 3 atm Tỉ khối hỗn hợp X và Y so với H2 lần lượt là 24 và x Giá trị của x là

A 18 B 34 C 24 D 32.

Câu 23: Đáp án : D

Theo bài ra, ta có:

Px/Py=dY/dX=M(Y)/M(X)

Mà M(x)/H2=24 -> M(X)=48

-> M(Y)= (4 48)/3=64

-> dY/H2=64:2=32

Câu 24: Dẫn V lít (ở đktc) hh X gồm axetilen và hiđro đi qua ống sứ đựng bột niken nung nóng, thu

được khí Y Dẫn Y vào lượng dư AgNO3 trong dd NH3 thu được 12 gam kết tủa Khí đi ra khỏi dung dịch phản ứng vừa đủ với 16 gam brom và còn lại khí Z Đốt cháy hoàn toàn khí Z được 2,24 lít khí

CO2 (đktc) và 4,5 gam H2O Giá trị của V bằng

A 11,2 B 13,44 C 5,60 D 8,96.

Câu 24: Đáp án : A

C2H2 + H2 →hh C2H2 dư, C2H4, C2H6, H2 dư

C2H2 + 2AgNO3 + 2NH3→ C2Ag2 + 2NH4NO3

0,05< -0,05

C2H4 + Br2 → C2H4Br2

0,1< 0,1

C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O

0,05< -0,1< -0,15

2H2 + O2 → 2H2O

0,1< -0,1

=> nC2H2= 0,2 mol

nH2 bđ = nH2 pứ + nH2 dư=0,3 mol

=> V=11,2 (l)

Câu 25: Cho hỗn hợp X gồm CH4, C2H4 và C2H2 Lấy 8,6 gam X tác dụng hết với dung dịch brom (dư) thì khối lượng brom phản ứng là 48 gam Mặt khác, nếu cho 13,44 lít (ở đktc) hỗn hợp khí X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 36 gam kết tủa Phần trăm thể tích của CH

-4 có trong X là

A 40% B 20% C 25% D 50%.

Câu 25: Đáp án : D

C2H4+Br2 ->C2H4Br2

a -a -a

C2H2+2Br2 ->C2H2Br4

b -2b -b

C2H2+2AgNO3+2NH3 ->C2Ag2+2NH4NO3

kb -2kb -2kb -kb

Trong 8,6g X chứa a (mol) C2H4; b(mol) C2H2; c (mol) CH4

==>Trong 13,44 lít chứa kb(mol) C2H2

nC2Ag2=0,15 (mol)

==>nC2H2=0,15 (mol)

==>%nC2H2 trong X=0,15/0,6=25%

nBr2=0,3 mol

Ta có hệ sau:

28a+26b+16c=8,6

b=25%(a+b+c)

a+2b=0,3

==>a=0,1;b=0,1;c=0,2

==>%CH4 trong X=50%

IV DẠNG BÀI TẬP ANKEN PHẢN ỨNG CỘNG VỚI H2

Hỗn hợp X

0

2 2 ,

2

2 2

2

( ) ( )

n n

Ni t

n n

n n

C H

C H

Ho� n h�� pY C H d�

H

H d�



�

�

�

- Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn thì sẽ hết H2 dư anken hoặc ngược lại, hoặc hết cả hai.

- Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn thì cả hai còn dư.

- Trong phản ứng cộng H2 ta luôn có :

+ Số mol giảm nX > nY => nX – nY = nH2pư = nanken pư

+ mX = mY Do đó

+ /

X X

X Y

Y Y

M n d

n M

- Hai hỗn hợp X, Y cùng chứa số nguyên tử C, H nên đốt cháy cùng lượng X hay Y đều cho cùng kết quả (cùng nO2 pư, cùng nCO2, cùng nH2O) Do đó thay vì tính toán trên hỗn hợp Y ta có thể tính toán trên hỗn hợp X.

- Nếu 2 anken cộng H2 với cùng 1 hiệu suất, ta có thể thay 2 anken bằng một anken duy nhất C H n 2n => nC H n 2nphản ứng = nH2 pư = (a + b) mol.

Ví dụ 1 : Cho 1anken A kết hợp với H2 (Ni xt) ta được ankean B.

a) Xác định CTPT của A, B, biết rằng để đốt cháy hết B bằng một lượng O2 vừa đủ thì thể tích khí CO2 thu được bằng ½ tổng thể tích của B và O2.

b) Một hỗn hợp X gồm A, B và H2 với VX = 22,4 lít Cho X đi qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y với dX/Y = 0,7 Tính VY, số mol H2 và A đã phản ứng với nhau.

Hướng dẫn :

a) CnH2n + H2 ���Ni t,0� CnH2n+2

Phản ứng đốt cháy B : CnH2n+2 +

3 1 2

n

O2 ���t0 nCO2 + (n+1)H2O

1 mol

3 1 2

n

mol n mol Theo đề ta có : nCO2 =

1

2(nB + nO2) => n =

1

2(1 +

3 1 2

n

) => n = 3 Vậy CTPT của A: C3H6; B: C3H8

b)

X Y

X X

M n d

n M

nX =

22,4 22,4= 1 mol Gọi a = nA; b = nB; c = nH2 ban đầu

=> a + b + c = 1 mol

=> /

X Y

X Y

X X

M n d

n M

= 0,7

=> nY = 0,7 => VY = 0,7 22,4 = 15,68 lít

- nH2 và nA pư

Ta có: nX – nY = nH2 pư = nA pư = 1 – 0,7 = 0,3 mol

=> nH2 pư = nA pư = 0,3 mol

C3H6 + H2 ���Ni t,0� C3H8

Ví dụ 2: Một bình kín có chứa C2H4, H2 (đktc) và Ni Nung bình một thời gian sau đó làm lạnh đến 00C Áp xuát trong bình lúc đó là P atm Tỉ khối hơi của hỗn hợp khí trước và sau phản ứng đối với H2 là 7,5 và 9.

a) Giải thích sự chênh lệch về tỉ khối.

b) Tính thành phần % thể tích mỗi khí trong bình trước và sau phản ứng.

c) Tính áp suất P.

Giải

a) Gọi X là hỗn hợp trước phản ứng; Y là hỗn hợp sau phản ứng.

X 2

d

X

n

2

d

Y

n

mX = mY nhưng nX > nY =>

X

2 2

Y



b) Giả sử lấy 1 mol X, trong đó có amol C2H4 và (1-a)mol H2

Theo đề

X

2

d

M

M

X

M = 28a + (2(1-a) = 15 => = 0,5 mol

=> hỗn hợp X chứa 50% C2H4 và 50% H2

* Thành phần hỗn hợp Y

Giả sử có x mol C2H4 phản ứng.

C2H4 + H2 ���� C2H6Ni t, 0

xmol xmol xmol

Vì phản ứng xảy ra không hoàn toàn nên

nY = nC2H4dư + nH2 dư + nC2H6

= 0,5 – x + 0,5 –x + x = 1 – x

=> M = 2 9 = 18 = 1Y Y

m x



Vì mX = mY = 28 0,5 + 2 0,5 = 15

=>

15

18

 => x = 0,17 mol

=> Hỗn hợp Y chứa 0,33 mol H2 dư; 0,33 mol C2H4 dư và 0,17 mol C2H6

=> %C2H4 = %H2 = 40%; %C2H6 = 20%.

c) Áp dụng công thức

1 1

2 2

n1 = nX = 1 mol; n2 = n Y = 0,83 mol

p1 = 1 atm (X ở đktc) => p2 = 0,83 atm.

Ví dụ 3: Một hỗn hợp X gồm anken A và H2 Khi cho X đi qua Ni nóng, xt, được phản ứng hoàn toàn cho ra hỗn hợp khí Y Áp suất sau phản ứng P2 = 2/3 áp suất P1 trước phản ứng (P1, P2 đo cùng đk)

a) Biết rằng dX 0,688

KK 

, xác định CTPT có thể có của A.

b) Chọn công thức đúng của A biết rằng hỗn hợp Y khi qua dung dịch KMnO4 loãng dư cho ra 14,5 gam MnO2 kết tủa Tính nhiệt độ t với V = 6 lít; P2 = 2atm.

Giải

a) Gọi a = nA; b = nH2

Phản ứng xảy ra hoàn toàn nên xét 2 trường hợp

Trường hợp 1: Dư A, hết H2 (a >b)

Ta có P2 = 1

2

3 p => 2P1 = 3P2

Áp dụng công thức

2 1

2

2 3

Y X



=>

20

3

=> n = 2

=> A: C2H4

Trường hợp 2: Hết A, dư H2 (b > a)

2

1

2

2 3

Y X



=>

3

=> A: C4H8

b) Có phản ứng với dung dịch KMnO4 => dư A (Trường hợp 1) => A là C2H4 nC2H4 dư = 0,25 mol; b = 0,25 mol

nY = nC2H4 dư + nC2H6 = 0,5 mol

=> T =

2

P V

Rn = 292,50K hay 19,50C