Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Dạng 1: Bài tập về phản ứng cộng của Anken (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 Dạng 1: Bài tập về phản ứng cộng của Anken (50 bài tập minh họa)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Trong phân tử anken có 1 liên kết đôi C = C, gây nên tính chất hóa học đặc trưng của anken: dễ dàng tham gia phản ứng cộng tạo thành hợp chất no tương ứng.

- Cộng H₂ (xt: Ni hoặc Pt hoặc Pd): C_nH_2n + H₂ $\stackrel{Ni,t^o}{\to }$ C_nH_{2n + 2}

- Cộng Br₂ (điều kiện thường): C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

Phản ứng này dùng để phân biệt anken với ankan.

- Cộng HX: Phản ứng cộng HX của anken tuân theo quy tắc Mac – cốp – nhi – cốp.

Ví dụ:

CH₃ – CH = CH₂ + HBr → CH₃ – CHBr – CH₃ (sản phẩm chính)

- Phương pháp giải:

+ Đối với cộng HX, X₂ ta cần xác định tỉ lệ mol giữa HX, X₂ với C_xH_y để từ đó $\to$ CTTQ của hợp chất hữu cơ

+ Đối với phản ứng cộng H₂: Số mol khí giảm sau phản ứng bằng số mol của H₂ đã phản ứng: $n_{khí\downarrow }= {n_{H_2}}_{\left(pu\right)}$

Lưu ý: Sau khi cộng H₂ mà khối lượng mol trung bình của sản phẩm tạo thành nhỏ hơn 28 thì chắc chắn có H₂ dư

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: 2,8 gam anken X làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa 8 gam Br₂. Hiđrat hóa X chỉ thu được một ancol duy nhất. X có tên là

A. etilen.

B. but-2-en.

C. hex-2-en.

D. 2,3-đimetylbut-2-en.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}{n}_{B{r}_2 }=\frac{8}{160}=0,05mol\\ \to n_{anken} =n_{B{r}_2} =0,05mol\end{array}\\ \to M_{anken} =\frac{2,8}{0,05}=56\\ \to ankencóCTPTlàC_4{H}_8\end{array}$

Vì hiđrat hóa A chỉ thu được 1 ancol duy nhất $\to$ A là CH₃-CH=CH-CH₃ (but-2-en)

Đáp án B

Ví dụ 2: 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. Tính hiệu suất của phản ứng hiđro hoá?

A. 20%

B. 25%

C. 50%

D. 40%

Hướng dẫn giải

C₂H₄ (M = 28)                               13

                               $\overline{M}=15$

H₂      (M = 2)                                13

$\to \frac{n_{C_2{H}_4}}{n_{H_2}}=1$

$\to$ Hiệu suất tính theo anken hoặc H₂ đều được

Giả sử: $n_{X } =1mol \to m_X =15.1=15g=m_Y$

Mà  ${\overline{M}}_Y=5.4=20 \to n_Y =\frac{15}{20}=0,75mol \to n_{H_{2}pu}=1–0,75=0,25mol$

$\to H= \frac{0,25}{0,5}.100\% =50\%$

Đáp án C

Ví dụ 3: Dẫn 3,36 lít hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp vào bình nước brom dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 7,7 gam. Tìm CTPT của 2 anken?

A. C₃H₆ và C₄H₈

B. C₄H₈ và C₅H₁₀

C. C_5­H₁₀ và C₆H₁₂

D. C₃H₆ và C₅H₁₀

Hướng dẫn giải

$n_{X } =\frac{3,36}{22,4}=0,15mol$

C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

Khối lượng bình brom tăng bằng khối lượng của 2 anken: $\to m_X =7,7gam$

$M_{C_n{H}_{2n}}=\frac{7,7}{0,15}\approx \text{51,3 }\to n=3,67$

$\to$ CTPT của 2 anken kế tiếp là: C₃H₆ và C₄H₈

Đáp án A

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Khi cho but-1-en tác dụng với dung dịch HBr, theo qui tắc Maccopnhicop sản phẩm nào sau đây là sản phẩm chính

A. CH₃-CH₂-CHBr-CH₂Br

B. CH₂Br-CH₂-CH₂-CH₂Br 

C. CH₃-CH₂-CHBr-CH₃

D. CH₃-CH₂-CH₂-CH₂Br

Hướng dẫn giải

Quy tắc: Trong phản ứng cộng HX vào liên kết đôi, nguyên tử H ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon bậc thấp hơn, còn nguyên tử hay nhóm nguyên tử X ưu tiên cộng vào nguyên tử cacbon bậc cao hơn.

$\to$ Nguyên tử brom sẽ ưu tiên thế vào cacbon số 2

Đáp án C

Câu 2: Anken C₄H₈ có bao nhiêu đồng phân khi tác dụng với dung dịch HCl chỉ cho một sản phẩm hữu cơ duy nhất

A. 2

B. 1

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Các đồng phân của anken C₄H₈:

CH₂=CH–CH­­­₂–CH₃

CH₃–CH=CH–CH₃

CH₂=C(CH₃)₂

HCl là tác nhân bất đối xứng, để phản ứng tạo ra 1 sản phẩm thì anken phải đối xứng 

$\to$Chỉ có CH₃–CH=CH–CH₃ thỏa mãn, tuy nhiên CH₃–CH=CH–CH₃ có đồng phân hình học nên có 2 đồng phân

Đáp án A

Câu 3: Cho 3,36 lít hỗn hợp etan và etilen (đktc) đi chậm qua qua dung dịch brom dư. Sau phản ứng khối lượng bình brom tăng thêm 2,8 gam. Số mol etan và etilen trong hỗn hợp lần lượt là

A. 0,05 và 0,1

B. 0,1 và 0,05

C. 0,12 và 0,03

D. 0,03 và 0,12

Hướng dẫn giải

Khối lượng bình brom tăng = khối lượng etilen

$\begin{array}{l}\to m_{etilen}=2,8g\\ \to n_{etilen}=\frac{2,8}{28}=0,1\\ \to n_{etan}=0,15-0,1=0,05\end{array}$

Đáp án A

Câu 4: Dẫn từ từ 6,72 lit (đktc) hỗn hợp X gồm etilen và propilen và dung dịch brom, dung dịch brom bị nhạt màu, và không có khí thoát ra. Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng 9,8 gam. Thành phần phần trăm theo thể tích của etilen trong X là

A. 50,00%                         

B. 66,67%                    

C. 57,14%                   

D. 28,57%

Hướng dẫn giải

$n_X=\frac{6,72}{22,4}=0,3\left(mol\right)$

$\begin{array}{l}\left\{\begin{array}{c}{C}_2{H}_4:x\left(mol\right)\\ C_3{H}_6:y\left(mol\right)\end{array}\right.\\ \to \left\{\begin{array}{c}x+y=0,3\\ 28x+42y=9,8\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{c}x=0,2\\ y=0,1\end{array}\right.\\ \to \%V_{C_2{H}_4}=\frac{0,2}{0,3}.100\%=66,67\%\end{array}$

Đáp án B

Câu 5: Dẫn 3,36 lít (đktc) hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp vào bình nước brom dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 7,7 gam. Thành phần phần % về thể tích của hai anken là

A. 25% và 75%

B. 33,33% và 66,67%

C. 40% và 60%

D. 35% và 65%

Hướng dẫn giải

$n_{X } =\frac{3,36}{22,4}=0,15mol$

C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

Khối lượng bình brom tăng bằng khối lượng của 2 anken: $\to m_X =7,7gam$

$\to$ CTPT của 2 anken kế tiếp là: C₃H₆ và C₄H₈

$\begin{array}{l}\left\{\begin{array}{c}{C}_3{H}_6:a\left(mol\right) \\ C_4{H}_8:b\left(mol\right)\end{array}\right.\\ \to \left\{\begin{array}{c}a+b=0,15\\ 42a+56b=7,7\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{c}a=0,05\\ b=0,1\end{array}\right.\\ \to \%V_{C_3{H}_6}=\frac{0,05}{0,15}.100\%=33,33\%\\ \%V_{C_4{H}_8}=100\%-33,33\%=66,67\%\end{array}$

Đáp án B

Câu 6: Cho hiđrocacbon X phản ứng với brom (trong dung dịch) theo tỉ lệ mol 1 : 1, thu được chất hữu cơ Y (chứa 74,08% Br về khối lượng). Khi X phản ứng với HBr thì thu được hai sản phẩm hữu cơ có cấu tạo khác nhau. Tên gọi của X là

A. but-1-en

B. etilen

C. but-2-en

D. propilen

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}\%m_{Br} =\frac{80.2}{M_Y}.100\%=74,08\% \\ \to M_Y=216 \\ \to M_X=M_Y-80.2=56\end{array}$

X là C₄H₈

Mà X + HBr thu được 2 sản phẩm

$\to C{H}_2=CH-C{H}_{2}C{H}_3\left(but-1-en\right)$

Đáp án A

Câu 7: Cho H₂ và 1 olefin có thể tích bằng nhau qua niken đun nóng ta được hỗn hợp A. Biết tỉ khối hơi của A đối với H₂ là 23,2. Hiệu suất phản ứng hiđro hoá là 75%. Công thức phân tử olefin là

A. C₂H₄

B. C₃H₆

C. C₄H₈

D.  C₅H₁₀

Hướng dẫn giải

Giả sử $n_{H_2} =n_{Olefin} =1mol$

$\to$ Hiệu suất phản ứng tính theo H₂ hoặc anken là như nhau

$\to$  n _giảm = n_{H2 phản ứng} =1.0,75 = 0,75 mol

$\to$ n_A = n_{hỗn hợp ban đầu} – n_giảm= 2 – 0,75 = 1,25 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: $m_{H_2}+m_{C_n{H}_{2n}}=m_A$

$\begin{array}{l}\to {\overline{M}}_A= \frac{1.2 + 1. 14n}{1,25}=23,2.2\\ \to n=4\end{array}$

 $\to$công thức phân tử olefin là C₄H₈

Đáp án C

Câu 8: Cho hiđrocacbon X phản ứng với brom (trong dung dịch) theo tỷ lệ mol 1: 1 thì được chất hữu cơ Y (chứa 74,08% brom về khối lượng). Khi X phản ứng với HBr thì thu được hai sản phẩm hữu cơ có cấu tạo khác nhau. Tên gọi của X là

A. but-1-en

B. etilen

C. but-2-en

D. propilen

Hướng dẫn giải

X + Br₂ → Y (C_xH_yBr₂)

$\begin{array}{l}\frac{80.2}{M_Y}.100\%=74,08\% \to M_Y =216\to M_X =216–160=56\\ \to C_4{H}_8\end{array}$

Mà X phản ứng với HCl tạo 2 sản phẩm hữu cơ có cấu tạo khác nhau nên X là but-1-en

Đáp án A

Câu 9: Trộn 1 mol anken X với 1,6 mol H₂ rồi dẫn hỗn hợp qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y. Dẫn hỗn hợp Y vào brom dư thấy có 0,2 mol Br₂ đã phản ứng. Hiệu suất phản ứng hiđro hóa là

A. 20%.

B. 50%.

C.  80%.

D. 70%.

Hướng dẫn giải

Y phản ứng với dung dịch Br₂ $\to$ anken dư 

n_{anken dư} = $n_{B{r}_2}$= 0,2 mol

$\to$  n_{anken phản ứng} = 1 – 0,2 = 0,8 mol

- $n_{anken} =1mol<n_{H_2} =1,6mol\to$ hiệu suất phản ứng tính theo anken

$\to H=\frac{0,8}{1}.100\%=80\%$

Đáp án C

Câu 10: Hỗn hợp X gồm H₂, C₂H₄, C₃H₆ có tỉ khối so với H₂ là 9,25. Cho 22,4 lit X (dktc) vào bình đựng kín có sẵn 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

Hướng dẫn giải

$C_n{H}_{2n} +H_2 \stackrel{Ni,t^o}{\to }{C}_n{H}_{2n+2}$

Vì đun nóng trong bình kín nên: m_X = m_Y = n_X.M_X = 1.2.9,25 = 18,5g

$\begin{array}{l}\to n_Y =0,925mol\\ \to n_X–n_Y =n_{H_{2}pu} =1–0,925=0,075mol\end{array}$

Đáp án D