Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Phản ứng tách ankan (50 bài tập minh họa) hay, chi tiết nhất, từ cơ bản đến nâng cao giúp học sinh nắm vững kiến thức, từ đó học tốt môn Hóa học 11.
Phương pháp giải Phản ứng tách ankan (50 bài tập minh họa)
A. Lý thuyết và phương pháp giải
Dạng 1: Phản ứng tách H2 của ankan
1. Lý thuyết và phương giải
Dưới tác dụng của nhiệt độ và chất xúc tác thích hợp, các ankan có phân tử khối nhỏ bị tách hiđro thành hiđrocacbon không no tương ứng.
VD:
- Một số công thức thường dùng để giải toán
+ sinh ra = n tăng = n hỗn hợp sau phản ứng – n ankan ban đầu
+ m trước phản ứng = m sau phản ứng
+ Vì phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp nên lượng C và H cũng được bảo toàn → Đốt cháy hỗn hợp sau phản ứng thu được số mol CO2 và H2O bằng đốt cháy hỗn hợp trước phản ứng.
+ Sản phẩm sau phản ứng dẫn qua dung dịch Br2 thì: phản ứng = sinh ra
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Đề hiđro hóa hỗn hợp A gồm: C2H6, C3H8, C4H10. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B, dA/B =1,75. % ankan bị đề hiđro hóa là:
A. 50%
B. 75%
C. 25%
D. 90%
Hướng dẫn giải:
Giả sử gọi mol A là 1 mol
nankan phản ứng = nB – nA = 0,75 mol
Đáp án B
Ví dụ 2: Tách hiđro từ ankan X thu được hỗn hợp Y gồm 3 chất có tỉ khối so với hiđro bằng 13,75. Đốt cháy hoàn toàn Y thu được 2,64 gam CO2 và 1,44 gam H2O. Công thức phân tử của ankan và hiệu suất phản ứng ankan hóa là
A. C2H6; 80%
B. C3H8; 80%
C. C3H8; 60%
D. C2H6; 60%
Hướng dẫn giải:
Đốt cháy Y cũng là đốt cháy X
X có số nguyên tử C = 0,06 : 0,02 = 3; Số nguyên tử H = 8 suy ra X là C3H8
mX = mY = 0,02.44 = 0,88 gam → nY = 0,88 : 27,5 = 0,032 mol
→ nankan phản ứng = 0,032 – 0,02 = 0,012 mol
→
Đáp án C
Dạng 2: Phản ứng crackinh ankan (không xét trường hợp xảy ra cracking thứ cấp)
1. Lý thuyết và phương giải
- Ở nhiệt độ cao và có mặt chất xúc tác thích hợp, ngoài việc bị tách hiđro, các ankan còn có thể bị phân cắt mạch cacbon tạo thành các phân tử nhỏ hơn
VD:
- Chú ý:
+ Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp
mtrước phản ứng = msau phản ứng
+ Hàm lượng C và H trước và sau phản ứng không đổi
+ Phản ứng luôn làm tăng số mol khí:
nsau > ntrước ⇒ Psau > Pđầu
+ Số mol anken sinh ra: nanken = ns – nđ; Hiệu suất phản ứng:
2. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Khi cracking hoàn toàn một thể tích hexan (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 d. Giá trị của d là
A. 10,25.
B. 10,5.
C. 10,75.
D. 9,5.
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ví dụ 2: Nung một lượng butan trong bình kín (có xúc tác thích hợp) thu được hỗn hợp khí X gồm ankan và anken. Tỉ khối của X so với H2 là 21,75. Phần trăm thể tích của butan trong X là
A. 20%
B. 33,33%
C. 50%
D. 66, 67%
Hướng dẫn giải:
Lấy 1 mol hỗn hợp X. Bảo toàn khối lượng:
P/ư: a a a mol
Sau p/ư: b mol
Đáp án C
Dạng 3: Bài toán tổng hợp phản ứng tách của ankan
Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Crackinh propan thu được 67,2 lít (đktc) hỗn hợp X gồm H2, C3H6, CH4, C2H4, C3H8. Dẫn toàn bộ X vào bình đựng dung dịch Br2 dư thì thấy có 160 gam brom phản ứng (biết rằng chỉ có C2H4, C3H6 phản ứng với Br2 và đều theo tỉ lệ số mol 1:1). Vậy % propan đã phản ứng là
A. 30%
B. 40%
C. 50%
D. 60%
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ví dụ 2: Craking m gam n-butan thu được hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị cracking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H2O và 17,6 gam CO2. Giá trị của m là
A. 5,8.
B. 11,6.
C. 2,6.
D. 23,2.
Hướng dẫn giải:
m = 0,1.58 = 5,8 gam
Đáp án A
B. Luyện tập
A. CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
B. CH3-CH(CH3)2
C. CH3-CH2-CH(CH3)2
D. CH3-CH2-CH2-CH3
Hướng dẫn giải:
Ta thấy: => hiđrocacbon N là anken
CnH2n + O2 → CO2 + nH2O
0,2 0,8
=> 0,2n = 0,8 => n = 4 => anken là C4H8
=> N, P, Q là các đồng phân của nhau và cùng CTPT là C4H8
Khi đốt cháy N hoặc P hoặc Q đều cho số mol CO2 và H2O giống nhau
CH3-CH2-CH2-CH3 (1) CH3-CH(CH3)-CH3 (2)
Trong 2 đồng phân trên chỉ có (1) tách hiđro cho 3 sản phẩm là đồng phân của nhau
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH=CH-CH3 + H2
(cis-trans)
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2
Đáp án D
Câu 2: 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. C2H6
B. C3H8
C. C4H10
D. C5H12
Hướng dẫn giải:
Giả sử cracking 1 mol ankan X thu được 3 mol hỗn hợp Y
MY =12.2= 24 → mY = 3. 24 = 72 gam
Bảo toàn khối lượng: mX = mY = 72g
→ MX = 72 → 14n + 2 = 72 → n =5
X là C5H12
Đáp án D
Câu 3: Cracking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị cracking. Biết hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung bình của A là:
A. 39,6.
B. 23,16.
C. 2,315.
D. 3,96.
Hướng dẫn giải:
Gọi số mol của C3H8 phản ứng là a và số mol của C3H8 dư là b mol
→ a = 0,18; b = 0,02.
Số mol A = 2a + b = 0,38
Mtb = 8,8 : 0,38 = 23,16
Đáp án B
Câu 4: Crackinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị cracking. 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. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A và giá trị của x là
A. 57,14%; 70
B. 75,00%; 80
C. 57,14%; 80
D. 75,00%; 70
Hướng dẫn giải:
Phương trình phản ứng:
C4H10 → CH4 + C3H6 (1)
C4H10 → C2H6 + C2H4 (2)
C4H10 → H2 + C4H8 (3)
Từ phương trình phản ứng, ta thấy:
Khi cho hỗn hợp A qua bình dựng brom dư thì chỉ có C3H6, C2H4, C4H8 phản ứng và bị giữ lại trong bình chứa brom. Khí thoát ra khỏi bình chứa brom là H2, CH4, C2H6, C4H10 dư nên suy ra:
Từ (*) và (**) ta có: a = 15 và b = 5
Đốt cháy A cũng như đốt cháy lượng C4H10 ban đầu sẽ thu được lượng CO2 như nhau
Bảo toàn C:
Đáp án B
Câu 5: Khi tiến hành cracking 22,4 lít khí C4H10 (đktc) thu được hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8, H2 và C4H10 dư. Đốt cháy hoàn toàn A thu được x gam CO2 và y gam H2O. Giá trị của x và y tương ứng là
A. 44 và 18.
B. 44 và 72.
C. 176 và 90.
D. 176 và 180.
Hướng dẫn giải:
Coi đốt cháy hoàn toàn A chính là đốt cháy C4H10 ban đầu
1 4 5 mol
→ x = 4.44 = 176 và y = 5.18 = 90
Đáp án C
Câu 6: 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. Nếu cho 0, 4 mol hỗn hợp X qua dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 đã phản ứng là
A. 0,16 mol
B. 0, 24 mol
C. 0,32 mol
D. 0,40 mol
Hướng dẫn giải:
Ta có: mtrước = msau phản ứng
H2 tách ra được thay bằng Br2 → nBrom = 0,24 (mol)
Đáp án B
Câu 7: Cracking 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 cracking (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là
A. 40%
B. 50%
C. 60%
D. 70%
Hướng dẫn giải:
Coi tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol
Đáp án A
Câu 8: Khi cracking hoàn toàn một ankan X thu được 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 14,5. Công thức phân tử của X là
A. C3H8
B. C4H10
C. C5H12
D. C2H6
Hướng dẫn giải:
MY = 14,5.2 = 29
Đáp án B
Câu 9: Thực hiện phản ứng cracking 11,2 lít butan ( đkc) thu được hỗn hợp A gồm các ankan và anken. Trong hỗn hợp A chứa 4,35g chất X mà khi đốt cháy thu được 6,72 lít CO2 và 6,75g H2O . Hiệu suất phản ứng cracking là
A. 70%
B. 75%
C. 80%
D. 85%
Hướng dẫn giải:
nbutan = 0,5 (mol);
Do số mol nước lớn hơn số mol CO2 nên X là ankan
→ nankan = 0,075 (mol), ankan đó là C4H10
nbutan phản ứng = 0,5 - 0,075 = 0,425 (mol)
Đáp án D
Câu 10: Một hỗn hợp X gồm hai ankan A, B đồng đẳng kế tiếp. Cracking 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. C2H6 (0,1 mol); C3H8 (0,4 mol).
D. C2H6 (0,4 mol); C3H8 (0,1 mol).
Hướng dẫn giải:
nX = 0,5 mol; nY = 1 mol; MY = 8,2.2=16,4
Ta có:
Đáp án D
Câu 11: Cracking pentan một thời gian thu được 1,792 lít hỗn hợp X chỉ gồm các hiđrocacbon. Thêm 4,48 lít khí hiđro vào X rồi nung nóng với Ni đến phản ứng hoàn toàn thu được 5,824 lít khí hỗn hợp Y. Các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Đốt cháy hoàn toàn Y rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào nước vôi trong dư. Khối lượng kết tủa tạo thành là bao nhiêu?
A. 20g
B. 25g
C. 30g
D. 35g
Hướng dẫn giải:
Ta có:
< 0,2 nên H2 dư
Mặt khác vì phản ứng xảy ra hoàn toàn nên anken trong X đã phản ứng hết
→ nanken trong X = phản ứng = 0,02 (mol)
Do đó : nankan trong X = 0,08 - 0,02 = 0,06 mol
Bảo toàn C ta có
Đáp án C
Câu 12: Thực hiện phản ứng cracking 11,2 lít hơi isopentan (đktc) thu được hỗn hợp A chỉ gồm các ankan và anken. Trong hỗn hợp A có chứa 7,2 gam một chất X mà khi đốt cháy thì thu được 11,2 lít khí cacbonic (đktc) và 10,8 gam nước. Hiệu suất của phản ứng này là bao nhiêu?
A. 80%
B. 75%
C. 70%
D. 60%
Hướng dẫn giải:
Ta có:
Đốt cháy X được:
Suy ra số C trong X là: 0,5: 0,1 = 5
Số H trong X là: 2.0,6:0,1 = 12
Vậy X là isopentan còn dư
Suy ra hiệu suất của phản ứng là:
H% = 80%
Đáp án A
Câu 13: Cracking 1 ankan A thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 36,25 g/mol; hiệu suất phản ứng là 60%. Công thức phân tử A là
A. C3H8
B. C4H10
C. C5H12
D. C2H6
Hướng dẫn giải:
Giả sử nankan ban đầu = 1 mol
H = 60% => nankan phản ứng = 0,6 mol => nkhí tăng = 0,6 mol
=> nhh B = nA + nkhí tăng = 1 + 0,6 = 1,6 mol
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
Đáp án B
Câu 14: Cracking 5,8 gam C4H10 được hỗn hợp X. Khối lượng H2O thu được khi đốt cháy hoàn toàn X là
A. 4,5 gam
B. 9 gam
C. 18 gam
D. 27 gam
Hướng dẫn giải
Đốt cháy hỗn hợp X cũng giống như đốt cháy C4H10 đều thu được số mol CO2 và H2O) như nhau
Bảo toàn nguyên tố H:
=> = 0,5.18 = 9 (g)
Đáp án B
Câu 15: Cracking m gam butan thu được hỗn hợp A. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam nước. Giá trị của m là
A. 2,6
B. 5,8
C. 11,6
D. 23,2
Hướng dẫn giải:
Do thành phân nguyên tố C, H không đổi nên đốt cháy hỗn hợp A cũng chính là đốt C4H10.
Bảo toàn nguyên tố H: C4H10 → 5H2O
=>
Đáp án B
CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ VÀ DỊCH VỤ GIÁO DỤC VIETJACK
- Người đại diện: Nguyễn Thanh Tuyền
- Số giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh: 0108307822, ngày cấp: 04/06/2018, nơi cấp: Sở Kế hoạch và Đầu tư thành phố Hà Nội.
2021 © All Rights Reserved.