CHỦ ĐỀ 32: ANKIN – AREN I) ANKIN 1) Công thức tổng quát:CnH2n-2 () *Ankin: hidrocacbon mạch hở, không no có 1 nối ba trong phân tử (CnH2n-2 với n ³2 ) Hay Chất đầu dãy là axetilen: C2H2 2) Công thức cấu tạo của axetilen: 3) Tính chất hóa học của axetilen: a) Cộng: a1) H2 CHºCH + 2H2 CH3-CH3 (1:2) CHºCH + H2 CH2=CH2 (1:1) Chú ý: Xúc tác Pd,PbCO3 anken (=) CHºCH + H2 CH2=CH2 - Xúc tác Ni, t0 ( phản ứng không hoàn toàn, sản phẩm tạo ra có anken ) a2) Br2 (dung dịch brom) CHºCH + 2Br2 BrCHBr-BrCH-Br a3) HCl CHºCH + HClCH2=CH-Cl * Chú ý: Sơ đồ tạo PVC b) Trùng hợp: b1) Dime hóa ( nhị hợp): 2CHºCH CHºC-CH=CH2 b2) Trime hóa ( tam hợp): 3CHºCHC6H6 (benzen) c) Phản ứng cháy: C2H2 + 2,5O2 2CO2 + H2O * Ankin cháy: CnH2n +O2 nCO2 + (n-1)H2O d) Thế ion kim loại: Vd: CHºCH + 2AgNO3+2NH3 AgC ºCAg↓ + 2NH4NO3 (Kết tủa vàng) Vd: CHºC-CH3 + AgNO3+NH3 AgC ºC-CH3↓ + NH4NO3 (Kết tủa vàng) 4) Điều chế: a) Canxicacbua: CaC2 CaC2 + 2H2O CHºCH + Ca(OH)2 b) Dẫn xuất halogen: ( Khử di HX) CH3CHCl2 +2KOH CHºCH + 2KCl +2H2O c) Kết tủa: AgCºCAg + 2HCl CHºCH + 2AgCl Bài tập: Câu 1. a) Làm sạch khí CH4 có lẫn C2H4, C2H2 b) Nhận biết các khí CH4, C2H4, C2H2 c) Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp gồm CH4, C2H4, C2H2 Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn 6 gam chất hữu cơ (A) thu được 8,96 lít khí CO2 đo đktc và 10,8 gam H2O a) Tính phần trăm khối lượng oxi trong (A) b) Tỉ khối của (A) so với H2 là 15, tìm công thức phân tử (A), viết công thức cấu tạo (A) c) X,Y chỉ tham gia phản ứng cộng với H2 xúc tác thích hợp tạo ra A. Xác định công thức cấu tạo X, Y. Câu 3. Hoàn thành chuỗi phản ứng sau: a) CaC2 C2H2 C2H4C2H5OH C2H4 PE b) Al4C3 CH4C2H2 C2H3Cl PVC Câu 4. Đun nóng m hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn hợp (Y). Dẫn hỗn hợp (Y) qua dung dịch AgNO3 trong dung dịch NH3 thu được 24 gam kết tủa và khí thoát ra là 30 gam. a) Viết phản ứng b) Tính m Câu 5. Đun nóng m hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn hợp (Y). Dẫn hỗn hợp (Y) qua dung dịch brom dư thấy dung dịch brom tăng 62 gam và khí thoát ra là 30 gam. a) Viết phản ứng b) Tính m Câu 6. 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. a) Viết phản ứng xảy ra b) Khối lượng bình dung dịch brom tăng Câu 7. Hỗn hợp (X) có tỉ khối so với H2 là 13,3 gồm etylen và axetyen. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol (X). a) Tính M trung bình của hỗn hợp b) Viết phản ứng cháy c) Tinh tổng khối lượng của CO2 và H2O tạo thành Câu 8. Hỗn hợp (Y) gồm etylen và mêtan có tỉ khối so với H2 là 10,4. Khi đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp (Y) đo đktc. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy bình chứa dung dịch Ca(OH)2 tăng m gam. a) Tính M trung bình của hỗn hợp b) Viết phản ứng cháy c) Tính m. Câu 9. Đốt hoàn toàn m gam hỗn hợp (Z) gồm etylen, axetylen và metan thu được 8,8 gam CO2 và 3,24 gam H2O a) Viết phản ứng cháy b) Tính thể tích oxi đktc cần dùng c) Tính m Câu 10. 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. a) Viết phản ứng hóa học xảy ra b) Tính phần trăm thể tích của CH4 có trong (X) là Câu 11. Đun nóng hỗn hợp khí (X) gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 trong một bình kín (xúc tác Ni), thu được hỗn hợp khí (Y). Cho (Y) lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau khi kết thúc phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và có 280 ml hỗn hợp khí (Z) (đktc) thoát ra. Tỉ khối của (Z) so với H2 là 10,08. a) Viết phản ứng xảy ra b) Tính thể tích không khí đktc cần đốt cháy hết (Y), biết oxi chiếm 20% thể tích không khí c) Tính giá trị của m Câu 12. Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon (X). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 (dư) tạo ra 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu. a) Tìm công thức phân tử của (X) b) Viết công thức cấu tạo có thể có của (X), mạch hở. Câu 13. Hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Lấy một lượng hỗn hợp (X) cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hỗn hợp (Y) gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Sục (Y) vào dung dịch brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. a) Viết phản ứng b) Tính thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp (Y).Đs: VO2 = 33,6 lít Câu 14. Đốt cháy hoàn toàn 4,64 gam một hiđrocacbon X (chất khí ở điều kiện thường) rồi đem toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2. Sau các phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa và khối lượng phần dung dịch giảm bớt 19,912 gam. a) Tìm công thức phân tử của (X) b) Viết công thức cấu tạo có thể có của (X), mạch hở.Đs: C3H4 Câu 15. Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 12,5. Tính hiệu suất của phản ứng hiđro hóa (Đs: 80%) Câu 16. Hỗn hợp khí X gồm etilen và axetilen. Cho a mol X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 24 gam kết tủa. Mặt khác a mol X phản ứng tối đa với 0,34 mol H2. a) Viết phản ứng b) Tính giá trị của a.Đs: a = 0,24 mol Câu 17: Một hỗn hợp gồm Al4C3, CaC2 và Ca với số mol bằng nhau. Cho m gam hỗn hợp này vào nước đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp khí X. Cho hỗn hợp khí X qua Ni, đun nóng thu được hỗn hợp khí Y gồm C2H2, C2H4, C2H6, H2, CH4. Cho Y qua nước brom một thời gian thấy khối lượng bình đựng nước brom tăng 3,775 gam và có 5,712 lít hỗn hợp khí Z thoát ra (đktc). Tỉ khối của Z so với H2 bằng 7,5. a) Viết các phản ứng xảy ra b) Tính giá trị của m là bao nhiêu?Đs: m = 24,8 gam Câu 18. Đốt cháy hoàn toàn m gam một hidrocacbon X mạch hở thể khí thu được m gam H2O. a) Tìm công thức phần tử của X b) Viết công thức cấu tạo có thể có của X Câu 19: Hỗn hợp (X) chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol (X) cần dùng vừa đủ 0,42 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 5,4 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong (X) là bao nhiêu? Câu 20: Hỗn hợp (X) chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,27 mol (X) cần dùng vừa đủ 1,365 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 14,58 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong (X) là bao nhiêu? HƯỚNG DẪN Câu 1. a) Làm sạch khí CH4 có lẫn C2H4, C2H2 b) Nhận biết các khí CH4, C2H4, C2H2 c) Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp gồm CH4, C2H4, C2H2 Giải: a) Làm sạch CH4 lẫn C2H4 và C2H2 Dẫn hỗn hợp qua dung dịch Br2 (dư). Sau phản ứng thu được CH4 sạch. (C2H4 và C2H2 bị giữ lại trong dung dịch Br2) CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br C2H2 + 2Br2 C2H2Br4 b) Dùng dung dịch AgNO3/NH3: - Mẫu tạo kết tủa vàng là C2H2. CH≡CH + 2AgNO3+ 2NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 Dùng dung dịch brom: - Mẫu làm mất màu dung dịch brom là C2H4 CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br - Mẫu còn lại CH4 c) Tác rời mỗi khí ra khỏi hỗn hợp CH4 ,C2H4 và C2H2 * Dẫn hỗn hợp qua dung dịch AgNO3/NH3 dư, sau phản ứng thu được hỗn hợp khí CH4 và C2H4 và kết tủa AgC≡CAg. CH≡CH + 2AgNO3+ 2NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 - Cho dung dịch HCl vào kết tủa AgC≡CAg ta thu được C2H2 AgCºCAg + 2HCl CHºCH + 2AgCl. * Dẫn hỗn hợp qua dung dịch brom dư, sau phản ứng thu được CH4 và dung dịch C2H4Br2 và Br2. CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br - Cho Zn dư vào dung dịch dung dịch C2H4Br2 và Br2. Sau phản ứng thu được khí C2H4 Zn + Br-CH2- CH2-Br CH2=CH2+ ZnBr2 Zn + Br2 ZnBr2 Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn 6 gam chất hữu cơ (A) thu được 8,96 lít khí CO2 đo đktc và 10,8 gam H2O a) Tính phần trăm khối lượng oxi trong (A) b) Tỉ khối của (A) so với H2 là 15, tìm công thức phân tử (A), viết công thức cấu tạo (A) c) X,Y chỉ tham gia phản ứng cộng với H2 xúc tác thích hợp tạo ra A. Xác định công thức cấu tạo X, Y. Giải: mC = (8,96:22,4).12 = 4,8 gam; mH = (10,8:18).2 = 1,2 gammO = 6- (4,8+1,2) = 0 %KLO = 0 MA = 15.MH2 = 30. Đặt: (A) CxHy CTPT (A): C2H6; CTCT (A) CH3-CH3 X, Y tham gia phản ứng cộng H2 tạo A. (X) CH2=CH2 ; (Y) CH≡CH. * Phản ứng: (X) CH2=CH2 + H2 CH3-CH3 (A) (Y) CH≡CH + 2H2 CH3-CH3 (A) Câu 3. Hoàn thành chuỗi phản ứng sau: a) CaC2 C2H2 C2H4C2H5OH C2H4 PE b) Al4C3 CH4C2H2 C2H3Cl PVC Tự giải: Câu 4. Đun nóng m hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn hợp (Y). Dẫn hỗn hợp (Y) qua dung dịch AgNO3 trong dung dịch NH3 thu được 24 gam kết tủa và khí thoát ra là 30 gam. a) Viết phản ứng b) Tính m a) Phản ứng: Do phản ứng không hoàn toàn. CH≡CH + H2 CH2=CH2 CH≡CH + 2H2 CH3-CH3 (Y) Gồm Dẫn (Y) qua dung dịch AgNO3/NH3. C2H2 bị giữ lại các khí khác thoát ra Mol AgC≡CAg = 24:240 = 0,1 mol. CH≡CH + 2AgNO3+ 2NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 0,1 mol 0,1 mol Sơ đồ: BTKL: mX = mY = mC2H2 (bị giữ) + mkhí = 0,1.26 + 30 = 32,6 gam Câu 5. Đun nóng m hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 xúc tác Ni, sau một thời gian được hỗn hợp (Y). Dẫn hỗn hợp (Y) qua dung dịch brom dư thấy dung dịch brom tăng 62 gam và khí thoát ra là 30 gam. a) Viết phản ứng b) Tính m Tự giải: Đs: 92gam Câu 6. 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. a) Viết phản ứng xảy ra b) Khối lượng bình dung dịch brom tăng Tự giải: Đs: 1,32gam Câu 7. Hỗn hợp (X) có tỉ khối so với H2 là 13,3 gồm etylen và axetyen. Khi đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol (X). a) Tính M trung bình của hỗn hợp b) Viết phản ứng cháy c) Tinh tổng khối lượng của CO2 và H2O tạo thành Giải: Mtb = 13,3.MH2 = 13,3.2 = 26,6 gam/mol. 0,2 mol hỗn hợp m hỗn hợp = 26,6.0,2 = 5,32 gam (X) C2H4 + 3O2 2CO2 + 2H2O C2H2 + 2,5O2 2CO2 + H2O Mol CO2 = 2x + 2y = 2. 0,2 = 0,4 mol; molH2O = 2x+y = 0,06.2 + 0,14 = 0,26 mol Vậy: mCO2 + mH2O = 0,4.44 + 0,26.18 = 22,28gam Câu 8. Hỗn hợp (Y) gồm etylen và mêtan có tỉ khối so với H2 là 10,4. Khi đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp (Y) đo đktc. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy bình chứa dung dịch Ca(OH)2 tăng m gam. a) Tính M trung bình của hỗn hợp b) Viết phản ứng cháy c) Tính m. Tự giải: Khối lượng bình tăng là khối lượng CO2 và H2O. 0,12; 0,18 Đs: 18,48 +10,8 =29,28 gam Câu 10. 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. a) Viết phản ứng hóa học xảy ra b) Tính phần trăm thể tích của CH4 có trong (X) là tác dụng với dung dịch brom (dư). Mol Br2 = 48:160 = 0,3 mol. CH4 + Br2 (dd) Không xảy ra CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br y mol y mol C2H2 + 2Br2 (dd) C2H2Br4 z mol 2z mol tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 thu được 36 gam kết tủa Mol C2H2Ag2 = 36: 240 = 0,15 mol CH4 + AgNO3+ NH3 Không xảy ra CH2=CH2 + AgNO3+ NH3 Không xảy ra CH≡CH + 2AgNO3+ 2NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 0,15mol 0,15 mol Ta có: Hệ phương trình: %VCH4 = 0,2.100: (0,2+0,1+0,1) = 50% Câu 11. Đun nóng hỗn hợp khí (X) gồm 0,02 mol C2H2 và 0,03 mol H2 trong một bình kín (xúc tác Ni), thu được hỗn hợp khí (Y). Cho (Y) lội từ từ vào bình nước brom (dư), sau khi kết thúc phản ứng, khối lượng bình tăng m gam và có 280 ml hỗn hợp khí (Z) (đktc) thoát ra. Tỉ khối của (Z) so với H2 là 10,08. a) Viết phản ứng xảy ra b) Tính thể tích không khí đktc cần đốt cháy hết (Y), biết oxi chiếm 20% thể tích không khí c) Tính giá trị của m Tự giải: Đs: 0,328 gam. Đốt (Y) cũng như đốt (X). Nên ta đốt (X). VKK = 5 lần VO2 Phản ứng: (tự viết) BTKL: mX = mY = mtăng + m khí mC2H2 + mH2 = mtăng + m khí 26.0,02 + 2.0,03 = m + 0,0125.20,16 m = 0,28 gam . Đốt (X) cũng như đốt (Y) . ta sẽ đốt (X) C2H2 + 2,5O2 2CO2 + H2O H2 + 0,5O2 H2O MolO2 = 2,5.0,02 + 0,5.0,03 = 0,065 mol VO2 = 0,065.22,4 = 1,456 lít. Vậy: VKK = 5 lần VO2 = 5.1,456 = 7,28 lít Câu 12. Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon (X). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 (dư) tạo ra 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)2 ban đầu. a) Tìm công thức phân tử của (X) b) Viết công thức cấu tạo có thể có của (X), mạch hở. Giải: Sản phẩm cháy là CO2 và H2O. Dẫn vào dung dịch Ba(OH)2 (dư). Mol BaCO3 = 29,55:197 = 0,15 mol CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O Mol CO2 = mol BaCO3= 0,15 mol. * Khối lượng dung dịch giảm = mkết tủa – mCO2 – mH2O = 19,35 19,35 = 29,55 – 0,15.44 – mH2OmH2O = 3,6 gammol H2O = 0,2 mol. Dùng phản ứng cháy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O Ta có: . Suy ra (C3H8)n Biện luận: Số H ≤ 2.Số C + 2 8n ≤ 2. 3n+2 n ≤ 1. Nên n = 1. Vậy CTPT (X) là C3H8 CTCT (X): CH3CH2CH3 Câu 13. Hỗn hợp (X) gồm C2H2 và H2 có cùng số mol. Lấy một lượng hỗn hợp (X) cho qua chất xúc tác nung nóng, thu được hỗn hợp (Y) gồm C2H4, C2H6, C2H2 và H2. Sục (Y) vào dung dịch brom (dư) thì khối lượng bình brom tăng 10,8 gam và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với H2 là 8. a) Viết phản ứng b) Tính thể tích O2 (đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp (Y) Giải: m khí = 0,2.2.8 = 3,2 gam Sơ đồ: Phản ứng: (tự viết) BTKL: mX = mY = mtăng + m khí mC2H2 + mH2 = mtăng + m khí 26.x + 2.x = 10,8 + 3,2 x = 0,5 mol . Đốt (X) cũng như đốt (Y) . ta sẽ đốt (X) C2H2 + 2,5O2 2CO2 + H2O H2 + 0,5O2 H2O MolO2 = 2,5x + 0,5x = 3x = 3.0,5= 1,5 mol VO2 = 1,5.22,4 = 33,6 lít. Câu 14. Đốt cháy hoàn toàn 4,64 gam một hiđrocacbon X (chất khí ở điều kiện thường) rồi đem toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2. Sau các phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa và khối lượng phần dung dịch giảm bớt 19,912 gam. a) Tìm công thức phân tử của (X) b) Viết công thức cấu tạo có thể có của (X), mạch hở. Sản phẩm cháy là CO2 và H2O. Dẫn vào dung dịch Ba(OH)2. Mol BaCO3 = 39,4:197 = 0,2 mol CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O 2CO2 + Ba(OH)2 Ba(HCO3)2 * Khối lượng dung dịch giảm = mkết tủa – mCO2 – mH2O = 19,912 19,912 = 39,4 – mCO2 - mH2O Mặt khác: Hidrocacbon (X) CxHy Đặt: CO2: a mol; H2O: b mol BTKL: 12a + 2b = mCxHy = 4,64 gam Ta có: Dùng phản ứng cháy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O Ta có: . Suy ra (C3H4)n Biện luận: Do ở thể khí Số C≤ 4 Nên n = 1. Vậy CTPT (X) là C3H4 CTCT (X): CH≡C-CH3 và CH2=C=CH2 Câu 15. Hỗn hợp (X) gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn (X) qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp (Y) có tỉ khối so với H2 là 12,5. Tính hiệu suất của phản ứng hiđro hóa Giải: Nhớ: Tính theo chất thiếu Bảo toàn khối lượng MX = 3,75.4 = 15 mol C2H4 = mol H2 (tính theo chất nào cũng được) C2H4 + H2C2H6 x x x mX = mY 1.MX = (1-x )MY 1.15 = (1-x )20 x =0,25 H = (0,25:0,5).100 =50% Câu 16. Hỗn hợp khí X gồm etilen và axetilen. Cho a mol X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 24 gam kết tủa. Mặt khác a mol X phản ứng tối đa với 0,34 mol H2. a) Viết phản ứng b) Tính giá trị của a Giải: Mol AgC≡CAg = 24:240 = 0,1 mol. CH≡CH + 2AgNO3+ 2NH3 AgC≡CAg + 2NH4NO3 0,1 mol 0,1 mol y = 0,1 mol. CH2=CH2 + H2 CH3-CH3 x x CH≡CH + 2H2 CH3-CH3 y 2y Ta có: x + 2y = 0,34. Với y = 0,1 x = 0,14 mol Vậy: a = x + y = 0,14 + 0,1 = 0,24 mol. Câu 17: Một hỗn hợp gồm Al4C3, CaC2 và Ca với số mol bằng nhau. Cho m gam hỗn hợp này vào nước đến phản ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp khí X. Cho hỗn hợp khí X qua Ni, đun nóng thu được hỗn hợp khí Y gồm C2H2, C2H4, C2H6, H2, CH4. Cho (Y) qua nước brom một thời gian thấy khối lượng bình đựng nước brom tăng 3,775 gam và có 5,712 lít hỗn hợp khí (Z) thoát ra (đktc). Tỉ khối của (Z) so với H2 bằng 7,5. a) Viết các phản ứng xảy ra b) Tính giá trị của m là ĐS: m = 24,8 gam Giải: m khí = (5,712:22,4).2.7,5 = 3,825 gam Sơ đồ: Phản ứng: (tự viết) BTKL: m(X) = m(Y) = m tăng + m khí = 3,775 + 3,825 = 7,6 gam m (Y) = mCH4 + mC2H2 + mH2 = 16.3a + 26.a +2.a = 7,6 a = 0,1 mol m = mAl4C3 + mCaC2 +mCa = 144.a + 64.a + 40.a = 24,8 gam. Câu 18. Đốt cháy hoàn toàn m gam một hidrocacbon X mạch hở thể khí thu được m gam H2O. a) Tìm công thức phần tử của X b) Viết công thức cấu tạo có thể có của X Giải: Giả sử m = 18 gammol H2O = 1 mol mH = 2 gam; mC = 18-2 =16 gam mCO2 = 16:12 = 4/3 mol Dùng phản ứng cháy: CxHy + (x+y/4)O2 xCO2 + y/2H2O Ta có: . Suy ra (C2H3)n Biện luận: Do ở thể khí Số C ≤ 4 TH1: n = 1. C2H3 (loại). Vì hidrocacbon hidro phải chẵn. TH2: n = 2. C4H6 (nhận). Vậy: Công thức phân tử (X) là C4H6 Do X mạch hở CTCT (X) là CH≡C-CH2CH3; (2) CH3-C≡C-CH3; (3) CH2=C=CH-CH3; (4) CH2=CH-CH=CH2 Câu 19: Hỗn hợp (X)chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol (X) cần dùng vừa đủ 0,42 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 5,4 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong (X) là bao nhiêu? Câu 20: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,27 mol X cần dùng vừa đủ 1,365 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 14,58 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là bao nhiêu?. II - AREN BENZEN (C6H6) 1) Công thức tổng quát: CnH2n-2 () Mạch vòng, 6 cạnh đều, gồm 3 liên kết đôi xen kẽ 3 liên kết đơn. Chất đầu dãy là benzen (C6H6) Các chất kế tiếp là: C7H8; C8H10; C9H12 2) Công thức cấu tạo của benzen: `4) Tính chất hóa học của benzen: ( Dễ thế, khó cộng, bền oxi hóa) a) Thế: vd1) C6H6 +Cl2 C6H5-Cl+HCl vd2) C6H6 + HNO3 C6H5-NO2+H2O b) Cộng: C6H6 + 3H2 C6H12 c) Cháy: C6H6 + 2,5O2 2CO2 + H2O 5) Điều chế: từ axetylen 3CHºCHC6H6 (benzen) Bài tập: Câu 1: 1) Từ than đá, đá vôi viết phản ứng điều chế PE (các chất vô cơ đầy đủ) Giải: PE: -(CH2-CH2-)n than đá: C; đá vôi: CaCO3 CaCO3CaCO + CO2 CaO + 3C CaC2 + CO CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2 C2H2 + H2 C2H4 nCH2=CH2-(CH2-CH2-)n PE 2) Từ than đá, đá vôi viết phản ứng điều chế nitrobenzen (các chất vô cơ đầy đủ) Giải: Nitrobenzen: C6H5-NO2 than đá: C; đá vôi: CaCO3 CaCO3CaCO + CO2 CaO + 3C CaC2 + CO CaC2 + H2O C2H2 + Ca(OH)2 3C2H2 C6H6 C6H6 + HNO3 C6H5-NO2 + H2O Câu 2: 1) Viết công thức cấu tạo các chất sau đều có chứa liên kết ba trong phân tử a) C2H2 b) C3H4 c) C4H4 2) Viết công thức cấu tạo (A) C6H14 mạch có 2 nhánh trong phân tử 3) Viết công thức cấu tạo (B) C6H6 mạch có 2 nối 3 và mạch cacbon đối xứng Giải: 1) Chứa nối ba a)CH≡CH b) CH≡C-CH3 c) CH≡C-C≡CH 2) Viết công thức cấu tạo (A) C6H14 mạch có 2 nhánh trong phân tử 3) Viết công thức cấu tạo (B) C6H6 mạch có 2 nối 3 và mạch cacbon đối xứng Câu 3. Xác định chất và viết phản ứng. a) (A) chỉ tham gia phản ứng cộng H2 thu được CH3-CH3 (etan). Xác định công thức cấu tạo (A), viết phản ứng. b) (B) mạch hở, chỉ tham gia phản ứng cộng H2 thu được CH3-CH2-CH3 (propan). Xác định công thức cấu tạo (B), viết phản ứng. Giải: Công thức cấu tạo (A) là CH2=CH2 và CH≡CH CH2=CH2 + H2 CH3-CH3 CH≡CH+2H2 CH3-CH3 Công thức cấu tạo (A) là CH2=CHCH3 ; CH2=C=CH2 và CH≡C-CH3 CH2=CH-CH3 + H2 CH3-CH2-CH3 CH2=C=CH2+2H2 CH3-CH2-CH3 CH≡C-CH3 + 2H2 CH3-CH2-CH3 Câu 4. a) Dẫn m gam hỗn hợp X gồm CH4 và C2H4 qua dung dịch brom dư thấy bình brom tăng 8 gam và thoát ra 3,36 lít khí đo đktc. Viết phản ứng xảy ra và tính m. b) Dẫn m gam hỗn hợp Y gồm CH4; C2H2 và C2H4 qua dung dịch brom dư thấy bình brom tăng 18 gam và thoát ra 4,48 lít khí đo đktc. Viết phản ứng xảy ra và tính m. Giải: ( 0,15 mol) C2H4 + Br2 (dd) C2H4Br2 CH4 + Br2 (dd) không xảy ra. BTKL: m = m tăng+ m khí = 8 + 0,15.16 = 10,4 gam C2H4 + Br2 (dd) C2H4Br2 C2H2 +2 Br2 (dd) C2H4Br4 CH4 + Br2 (dd) không xảy ra. BTKL: m = m tăng+ m khí = 18 + 0,2.16 = 21,2 gam. BÀI 5: CỘNG H2 1) Phản ứng: a) CH2 = CH2 + H2 CH3- CH3 ( tỉ lệ mol= 1:1) b) CHºCH + 2H2 CH3- CH3 ( tỉ lệ mol= 1:2) c) CHºC-CH=CH2 +3H2 CH3- CH2-CH2-CH3 ( tỉ lệ mol= 1:3) * Tóm lại: CnH2n+2-2k + k H2 CnH2n+2 ( tỉ lệ mol = 1: k) (X) 2) Phản ứng không hoàn toàn: Vd: Phản ứng: CnH2n + H2CnH2n+2 x x x a) Bảo toàn khối lượng: mA = mB 1.MA = nBMB (Với: nA = 1mol) 1. MA= ( 1-x)MB (Với: x số mol H2 phản ứng= số mol khí giảm) Hay: 1.MA = ?MB b) Hiệu suất (h%). H = mol phản ứng.100: mol ban đầu ( nhớ tính theo chất thiếu) 3) Bài tập: Câu 1: Hỗn hợp X gồm C2H4 và H2 có tỉ khối so He là 3,75. Dẫn X qua Ni đun nóng thu được hỗn hợp Y, tỉ khối của Y so với He là 5. Hiệu suất phản ứng hidro hóa là bao nhiêu?(MHe = 4) ĐS: 50% Câu 2: Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 12,5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là bao nhiêu? ĐS: 80% Câu 3: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 4,01. 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 bao nhiêu? Đs: 43,043% Câu 4: Nhiệt phân CH4 thu được hỗn hợp A, tỉ khối A so với H2 là 5. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân. (Biết 2CH4C2H2 + 3H2);Đs: 60% Câu 5: Nhiệt phân CH4 thu được hỗn hợp A, tỉ khối A so với H2 là 4,6. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân. (Biết 2CH4C2H2 + 3H2);Đs: 73,91% Câu 6. Hỗn hợp X gồm N2 4 lít và H2 10 lít. Đun nóng X xúc tác, thu được hỗn 10 lít hỗn hợp Y. Tính hiệu suất phản ứng (Biết các khí đo cùng đk. N2 + 3H2 2NH3) Đs:60% Câu 7: 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. a) Khối lượng bình dung dịch brom tăng là bao nhiêu gam? b) Tính thể tích O2 đktc đốt cháy hỗn hợp Y ĐS: 1,32 gam; 3,808 lít Câu 8: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 →C2H2 →C2H3Cl →PVC. Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc). Giá trị của V là bao nhiêu? (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%) Đs: 448m3 Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp (X) gồm C2H4, C2H2, CH4, C3H8 và C6H6 thu được 6,72 lít CO2 đo đktc và 3,6 gam H2O. Viết phản ứng Tính giá trị m Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etylen, axetylen bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Viết phản ứng Tính thể tích không khí (ở đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên? Câu 11: Hỗn hợp X chứa một ankan A (CnH2n+2) và một ankin B (CmH2m-2). Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần dùng vừa đủ 0,99 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin B có trong X là bao nhiêu? Câu 12: Hỗn hợp khí X chứa một ankan A, một anken B và một ankin C. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần dùng vừa đủ 0,94 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 11,88 gam H2O. Biết trong lượng X trên số mol anken ít hơn số mol ankan là 0,09 mol. Phần trăm khối lượng của ankan A có trong X là bao nhiêu? HƯỚNG DẪN. Câu 1: Hỗn hợp X gồm C2H4 và H2 có tỉ khối so He là 3,75. Dẫn X qua Ni đun nóng thu được hỗn hợp Y, tỉ khối của Y so với He là 5. Hiệu suất phản ứng hidro hóa là bao nhiêu?(MHe = 4) Giải: Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M = 3,75.MHe = 3,75.4 = 15 gam/mol; MY = 5.4 = 20 gam/mol. Ta có: (tính theo chất nào cũng được) Phản ứng: C2H4 + H2C2H6 Bđ: 0,5 mol 0,5 mol Pứng: x x x Sau: 0,5-x 0,5-x x. BTKL: mX = mY 1.MX = (1-x).MY 15.1 = (1-x).20x = 0,25 mol H pứng = 0,25.100:0,5 = 50% Câu 2: Hỗn hợp X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với H2 là 7,5. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 là 12,5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là bao nhiêu? Giải: Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M =7,5.MH2 = 7,5.5 = 15 gam/mol; MY = 5.4 = 25 gam/mol. Ta có: (tính theo chất nào cũng được) Phản ứng: C2H4 + H2C2H6 Bđ: 0,5 mol 0,5 mol Pứng: x x x Sau: 0,5-x 0,5-x x. BTKL: mX = mY 1.MX = (1-x).MY 15.1 = (1-x).25x = 0,4 mol H pứng = 0,4.100:0,5 = 80% Câu 3: Hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với He là 4,01. 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 bao nhiêu? Giả sử : 1 mol hỗn hợp; M = 4,01.MHe = 4,01.4 = 16,04 gam/mol; MY = 5.4 = 20 gam/mol. Ta có: (tính theo H2 vì H2 thiếu) Phản ứng: C2H4 + H2C2H6 Bđ: 0,54 mol 0,46 mol Pứng: x x x Sau: 0,54-x 0,46-x x. BTKL: mX = mY 1.MX = (1-x).MY 16,04.1 = (1-x).20x = 0,198 mol H pứng = 0,198.100:0,46 = 43,043% Câu 4: Nhiệt phân CH4 thu được hỗn hợp A, tỉ khối A so với H2 là 5. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân. (Biết 2CH4C2H2 + 3H2) Giải: Giả sử lúc đầu 1 mol CH4; Msau = 10 2CH4C2H2 + 3H2) Bđ: 1 mol Pứng: 2x x 3x Sau: (1-2x) x 3x BTKL: m đầu = m sau Mol đầu . Mđ = mol sau. Msau 1.16 = (1+2x). 10 2x = 0,6 Vậy: H pứng = 2x.100:1 = 60% Câu 5: Nhiệt phân CH4 thu được hỗn hợp A, tỉ khối A so với H2 là 4,6. Tính hiệu suất phản ứng nhiệt phân. (Biết 2CH4C2H2 + 3H2) Giải: Giả sử lúc đầu 1 mol CH4; Msau = 9,2 2CH4C2H2 + 3H2 Bđ: 1 mol Pứng: 2x x 3x Sau: (1-2x) x 3x BTKL: m đầu = m sau Mol đầu . Mđ = mol sau. Msau 1.16 = (1+2x). 9,2 2x = 0,74 Vậy: H pứng = 2x.100:1 = 74% Câu 6. Hỗn hợp X gồm N2 4 lít và H2 10 lít. Đun nóng X xúc tác, thu được hỗn 10 lít hỗn hợp Y. Tính hiệu suất phản ứng (Biết các khí đo cùng đk. N2 + 3H2 2NH3) N2 + 3H2 2NH3 Bđ: 4 lít 10 lít ( tính theo H2 vì thiếu) Pứng x lít 3x lít 2x lít Sau: (4-x) lít (10-3x) 2x Tổng thể tích lúc sau: : (4-x) + (10-3x) +2x = 10 x = 2 lít H pứng = 3x.100: 10 = 60% Câu 7: 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. a) Khối lượng bình dung dịch brom tăng là bao nhiêu gam? b) Tính thể tích O2 đktc đốt cháy hỗn hợp Y a) Khối lượng dung dịch brom tăng. Đun nóng hỗn hợp. CH≡CH + H2 CH2=CH2 CH≡CH + 2H2 CH3-CH3 Dẫn hỗn hợp qua dung dịch brom dư C2H4 + Br2 (dd) C2H4Br2 C2H2 +2 Br2 (dd) C2H4Br4 BTKL: m hỗn hợp = m(Y) = m tăng + m khí Với m hỗn hợp = mC2H2 + mH2 = 1,64 gam 1,64 = m tăng + 0,02.16 m tăng = 1,64 – 0,2.16 = 1,32 gam b) Đốt cháy (Y) như đốt cháy hỗn hợp C2H2+ 2,5O2 2CO2 + H2O H2+ 0,5O2 H2O Mol O2 = 2,5.0,06 + 0,5.0,04 = 0,17 mol VO2 = 0,17.22,4 = 3,808 lít Câu 8: Cho sơ đồ chuyển hóa: CH4 →C2H2 →C2H3Cl →PVC. Để tổng hợp 250 kg PVC theo sơ đồ trên thì cần V m3 khí thiên nhiên (ở đktc). Giá trị của V là bao nhiêu? (biết CH4 chiếm 80% thể tích khí thiên nhiên và hiệu suất của cả quá trình là 50%).Đs: 448m3 Phản ứng: 2CH4C2H2 + 3H2 C2H2 + HCl CH2=CH-Cl nCH2=CH-Cl-(CH2-CHCl-)n PVC Mol CH4 = 2mol PVC = 2.4.103 = 8.103 mol. Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp (X) gồm C2H4, C2H2, CH4, C3H8 và C6H6 thu được 6,72 lít CO2 đo đktc và 3,6 gam H2O. Viết phản ứng b) Tính giá trị m Giải: Tự viết phản ứng BTKL: m hỗn hợp = mCxHy = mC + mH = 0,3.12 + 0,2.2 = 4 gam Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etylen, axetylen bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. a) Viết phản ứng Tính thể tích không khí (ở đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên? Giải: Tự viết phản ứng BTKL: mol O2 = mol CO2 + ½ mol H2O = 0,35 + ½.0,55 = 0,625 mol. VO2 = 0,625.22,4 =14 lít VK = 14.100:80 = 17,5 lít Câu 11: Hỗn hợp X chứa một ankan A (CnH2n+2) và một ankin B (CmH2m-2). Đốt cháy hoàn toàn 0,21 mol X cần dùng vừa đủ 0,99 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 10,8 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankin B có trong X là bao nhiêu? Câu 12: Hỗn hợp khí X chứa một ankan A, một anken B và một ankin C. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol X cần dùng vừa đủ 0,94 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 11,88 gam H2O. Biết trong lượng X trên số mol anken ít hơn số mol ankan là 0,09 mol. Phần trăm khối lượng của ankan A có trong X là bao nhiêu? Câu 19: Hỗn hợp (X)chứa một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol (X) cần dùng vừa đủ 0,42 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 5,4 gam H2O. Phần trăm khối lượng của ankan có trong (X) là bao nhiêu? Câu 20: Hỗn hợp X chứa một ankin và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,27 mol X cần dùng vừa đủ 1,365 mol O2. Sản phẩm cháy thu được chứa 14,58 gam H2O. Phần trăm khối lượng của anken có trong X là bao nhiêu?. III – CHUỖI PHẢN ỨNG. 1) Sơ đồ phản ứng: 2) Một số phản ứng. 1. CH3COONa (Natriaxetat) CH3COONa (r) + NaOH (r) CH4 (khí) + Na2CO3 2. Al4C3 ( nhôm cacbua) Al4C3 + 6H2O 3CH4 + 4Al(OH)3 3. CH4 ( metan) 2CH4 C2H2 + 3H2 4. CaCO3 ( đá vôi) CaCO3CaO + CO2 5. C (Than đá) CaO + 3CCaC2 + CO 6. CaC2 ( canxicacbua) CaC2+ 2H2O CHºCH + Ca(OH)2 7. CHºCH ( axetylen) 3CHºCHC6H6 (benzen) 8. Benzen (C6H6) C6H6 +Br2 C6H5-Br +HBr 9. Nitrobenzen: C6H5-NO2 C6H6 + HNO3 C6H5-NO2+H2O 10. Vinyl clorua: CH2=CH-Cl CHºCH + HCl CH2=CHCl 11. PVC ( polivinylclorua) (-CH2=CHCl-)n nCH2=CHCl(-CH2=CHCl-)n 12. Etylen: CH2=CH2 CHºCH + H2 CH2=CH2 13. PE (poliletylen) -(CH2-CH2-)n CH2=CH2-(CH2-CH2-)n 14. Dibrometan Br-CH2-CH2-Br CH2=CH2 + Br2 (dd) Br-CH2-CH2-Br 15. Kẽm: Zn Br-CH2-CH2-Br + Zn CH2=CH2 + ZnBr2 16.Tinh bột hay xelulozơ (C6H10O5)n C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 17. Glucozơ: C6H12O6 C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 18. Rượu etylic: C2H5OH C2H5OH +O2CH3COOH + H2O Axit axetic 19. Axit axetic: CH3COOH CH3COOH +NaOHCH3COONa + H2O 20. Etylaxetat: CH3COOC2H5 CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 +H2O 21. Clobenzen: C6H5-Cl C6H6 +Cl2 C6H5-Cl+HCl 3) Bài tập. 1) Từ natriaxetat hay nhôm cacbua. Viết phản ứng điều chế a) Nitrobenzen b) Brombenzen c) PVC 2) Từ than đá, đá vôi.Viết phản ứng điều chế a) PVC b) PE c) dibrometan 3) Từ than đá, đá vôi.Viết phản ứng điều chế a) Rượu etylic b) CH4 c)
Tài liệu đính kèm: