Phương pháp giải Dạng 3: Bài tập về phản ứng oxi hóa Anken (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

286

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Dạng 3: Bài tập về phản ứng oxi hóa 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 3: Bài tập về phản ứng oxi hóa Anken (50 bài tập minh họa)

A. Phương pháp giải

- Phản ứng oxi hóa hoàn toàn:

Khi bị đốt với oxi, các anken đều cháy và tỏa nhiều nhiệt:

Tổng quát:

$\begin{array}{l} C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} n C O_{2} + n H_{2} O \\ 1 n n m o l \end{array}$

+ Đốt cháy anken thu được: $n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O}$

+ Nếu đốt cháy hỗn hợp ankan và anken thì $n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}}$

+ Nếu đốt cháy hỗn hợp anken và ankin thì $n_{a n k i n} = n_{C O_{2}} - n_{H_{2} O}$

+ Trong trường hợp đề bài cho hỗn hợp anken thì dùng phương pháp trung bình để giải.

- Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn:

$3 C_{n} H_{2 n} + 2 K M n O_{4} + 4 H_{2} O \to 3 C_{n} H_{2 n} {(O H)}_{2} + 2 K O H + 2 M n O_{2}$

Lưu ý: Phản ứng làm mất màu tím của dung dịch KMnO₄ và tạo kết tủa đen MnO₂ dùng để phân biệt anken và ankan.

+ Khối lượng dung dịch KMnO₄ biến thiên = |khối lượng anken - khối lượng kết tủa|

- Phương pháp: Tính theo phương trình hoặc áp dụng định luật bảo toàn khối lượng.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol một anken A thu được 4,48 lít CO₂ (đktc). Cho A tác dụng với dd HBr chỉ cho một sản phẩm duy nhất. CTCT của A là

A. CH₂=CH₂

B. (CH₃)₂C=C(CH₃)₂.

C. CH₂=C(CH₃)₂.

D. CH₃CH=CHCH₃.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = \frac{4, 48}{22, 4} = 0, 2 \\ \to n_{C O_{2}} = 4 n_{A} \to A c ó 4 C \end{array}$

⇒ A là C₄H₈

A tác dụng với dd HBr chỉ cho một sản phẩm duy nhất

⇒ CTCT của A là CH₃CH=CHCH₃

Đáp án D

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hồn hợp X gồm một ankan và một anken, thu được 0,35 mol CO₂ và 0,4 mol H₂O. Thành phần phần trăm số mol của anken có trong X là

A. 40%

B. 50%

C. 25%

D. 75%

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O \\ C_{n} H_{2 n + 2} + \frac{3 n + 1}{2} O_{2} \to n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O \\ n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 0, 4 - 0, 35 = 0, 05 (m o l) \\ \begin{array}{l} n_{a n k e n} = 0, 2 - 0, 05 = 0, 15 m o l \\ \to % V_{a n k e n} = \frac{0, 15}{2} .100 % = 75 % \end{array} \end{array}$

Đáp án D

Ví dụ 3: Để khử hoàn toàn 200 ml dung dịch KMnO₄ 0,2M tạo thành chất rắn màu đen cần V lít khí C₂H₄ (đktc). Giá trị tối thiểu của V là

A. 0,224 (lít)

B. 0,336 (lít)

C. 0,672 (lít)

D. 1,344 (lít)

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l} \begin{array}{l} n_{K M n O_{4}} = 0, 2.0, 2 = 0, 04 (m o l) \\ 3 C_{2} H_{4} + 2 K M n O_{4} + 4 H_{2} O \to 3 C_{2} H_{4} {(O H)}_{2} + 2 M n O_{2} + 2 K O H \\ 0, 06 \leftarrow 0, 04 \end{array} \\ \to V = 0, 06.22, 4 = 1, 344 (l í t) \end{array}$

Đáp án D

C. Bài tập tự luyện

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp eten, propen, but-2-en cần dùng vừa đủ b lít oxi (ở đktc) thu được 2,4 mol CO₂. Giá trị của b là:

A. 92,4 lít.

B. 94,2 lít.

C. 80,64 lít.

D. 24,9 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O \\ 3, 6 \leftarrow 2, 4 (m o l) \end{array}$

⇒ V_O2 = 3,6.22,4 = 80,64 lít

Đáp án C

Câu 2: Anken A phản ứng hoàn toàn với dung dịch KMnO₄ được chất hữu cơ B có M_B = 1,81M_A. CTPT của A là:

A. C₂H₄

B. C₃H₆

C. C₄H₈

D. C₅H₁₀

Hướng dẫn giải

3C_nH_2n + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C_nH_2n+2O₂ + 2MnO₂ ↓+ 2KOH

$\begin{array}{l} \{\begin{matrix} A : C_{n} H_{2 n} \\ B : C_{n} H_{2 n + 2} O_{2} \end{matrix} \\ M_{B} = 1, 81; M_{A} \Leftrightarrow 14 n + 34 = 1, 81.14 n \Rightarrow n = 3 \end{array}$

Đáp án B

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,1 mol C₂H₄ và 0,2 mol C₃H₆ thu được V lít khí CO₂ (đktc). Giá trị của V là

A. 8,96.

B. 17,92

C. 15,68.

D. 13,44.

Hướng dẫn giải

Bảo toàn nguyên tố C: $n_{C O_{2}} = 2. n_{C_{2} H_{4}} + 3. n_{C_{3} H_{6}} = 0, 1.2 + 0, 2.3 = 0, 8 m o l$

$\to$ V = 0,8.22,4 = 17,92 lít

Đáp án B

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm các hiđrocacbon mạch hở: CH₄, C₃H₆, C₄H₈ thu được 4,4 gam CO₂ và 2,52 gam H₂O. Phần trăm khối lượng CH₄ trong hỗn hợp X là

A. 34,42%.

B. 42,34%.

C. 43,24%.

D. 44,23%

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = \frac{4, 4}{44} = 0, 1 m o l \\ n_{H_{2} O} = \frac{2, 52}{18} = 0, 14 m o l \end{array}$

Vì đốt cháy hỗn hợp X gồm ankan CH₄ và anken: C₃H₆ và C₄H₈

$\to n_{C H_{4}} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 0, 14 - 0, 1 = 0, 04 m o l$

Bảo toàn C và H: $\{\begin{matrix} n_{C (t r o n g X)} = n_{C O_{2}} = 0, 1 m o l \\ n_{H (t r o n g X)} = 2. n_{H_{2} O} = 0, 28 m o l \end{matrix}$

$\begin{array}{l} \to m_{X} = m_{C} + m_{H} = 0, 1.12 + 0, 28 = 1, 48 g a m \\ % m_{C H_{4}} = \frac{0, 04.16}{1, 48} .100 % = 43, 24 % \end{array}$

Đáp án C

Câu 5: Cho 3,5g một anken tác dụng với dung dịch KMnO₄ loãng thì được 5,2g sản phẩm hữu cơ. CTPT của anken là

A. C₃H₆.

B. C₄H₈.

C. C₅H₁₀.

D. C₆H₁₂.

Hướng dẫn giải:

Gọi CTPT của anken là: C_nH_2n

$\begin{array}{l} 3 C_{n} H_{2 n} + 2 K M n O_{4} + 4 H_{2} O \to 3 C_{n} H_{2 n + 2} O_{2} + 2 M n O_{2} + 2 K O H \\ 3.14 n 3.14 n + 102 M ↑ = 102 g / m o l \\ 3, 5 5, 2 m ↑ = 1, 7 g a m \\ n ↑ = \frac{1, 7}{102} = \frac{1}{60} \to n_{a n k e n} = 0, 05 m o l \\ M_{a n k e n} = \frac{3, 5}{0, 05} = 70 = 4 n \to n = 5 \end{array}$

CTPT của anken là: C₅H₁₀

Đáp án C

Câu 6: Một hỗn hợp A gồm 2 hiđrocacbon X, Y liên tiếp nhau trong cùng dãy đồng đẳng (M_X< M_Y) . Đốt cháy 11,2 lít hỗn hợp A thu được 57,2 gam CO₂ và 23,4 gam H₂O. CTPT X, Y và khối lượng của X, Y là:

A. 12,6 gam C₃H₆ và 11,2 gam C₄H₈.

B. 8,6 gam C₃H₆và 11,2 gam C₄H₈.

C. 5,6 gam C₂H₄ và 12,6 gam C₃H₆.

D. 2,8 gam C₂H₄ và 16,8 gam C₃H₆.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = \frac{57, 2}{44} = 1, 3 m o l \\ {n_{H_{2}}}_{O} = \frac{23, 4}{18} = 1, 3 m o l \\ n_{X} = \frac{11, 2}{22, 4} = 0, 5 m o l \\ C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O \end{array}$

$n_{X} = 0, 5 m o l \Rightarrow n_{t b} = \frac{1, 3}{0, 5} = 2, 6 \to$ X và Y là: C₂H₄, C₃H₆;

$\begin{array}{l} {n_{C_{2}}}_{H_{4}} : {n_{C_{3}}}_{H_{6}} = 2 : 3 \\ \to \{\begin{matrix} {n_{C_{2}}}_{H_{4}} = 0, 2 m o l \\ {n_{C_{3}}}_{H_{6}} = 0, 3 m o l \end{matrix} \\ \to m_{C_{2} H_{4}} = 0, 2.28 = 5, 6 g a m \\ m_{C_{3} H_{6}} = 0, 3.42 = 12, 6 g a m \end{array}$

Đáp án C

Câu 7: Đem đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp nhau thu được CO₂ và nước có khối lượng hơn kém nhau 6,76 gam. CTPT của 2 anken đó là

A. C₂H₄ và C₃H₆.

B. C₃H₆ và C₄H₈.

C. C₄H₈ và C₅H₁₀.

D. C₅H₁₀ và C₆H₁₂.

Hướng dẫn giải

Đốt cháy hỗn hợp X gồm 2 anken ⇒ $n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O}$

$\begin{array}{l} m_{C O_{2}} - m_{H_{2} O} = 6, 76 \\ \to n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O} = \frac{6, 76}{44 - 18} = 0, 26 \end{array}$

Gọi công thức chung của 2 chất là C_nH_2n (n>2)

$\to n = \frac{0, 26}{0, 1} = 2, 6$

⇒ 2 anken đó là: C₂H₄ và C₃H₆

Đáp án A

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn 10ml hiđrocacbon X cần vừa đủ 60ml khí oxi, sau phản ứng thu được 40ml khí cacbonic. Biết X làm mất màu dung dịch brom và có mạch cacbon phân nhánh. CTCT của X là

A. CH₂ = CH - CH₂ - CH₃.

B. CH₂ = C(CH₃)₂.

C. CH₂ = C(CH₂)₂ - CH₃.

D. (CH₃)₂C = CH - CH₃.

Hướng dẫn giải

Số C trong X = $\frac{V_{C O_{2}}}{V_{X}} = 4$ → loại C và D

X có mạch C phân nhánh → chỉ có B thỏa mãn.

Đáp án B

Câu 9: Cho 0,448 lít (đktc) một anken ở thể khí vào một bình kín dung tích 11,2 lít chứa sẵn 11,52 gam không khí (M = 28,8). Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trong bình, sau phản ứng giữ bình ở nhiệt độ 136^oC, áp suất bình đo được là 1,26 atm. Biết rằng sau phản ứng cháy còn dư oxi. Công thức của anken là

A. C₃H₆.

B. C₄H₈.

C. C₂H₄.

D. C₅H₁₀.

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l} n_{a n k e n} = \frac{0, 448}{22, 4} = 0, 02 m o l \\ n_{k k} = \frac{11, 52}{28, 8} = 0, 4 m o l \\ \to \{\begin{matrix} n_{N_{2}} = 0, 32 m o l \\ n_{O_{2}} = 0, 08 m o l \end{matrix} \end{array}$

Ở nhiệt độ 136^oC, nước ở thể hơi.

n_{khí sau phản ứng} = $\frac{P V}{R T} = \frac{1, 26.11, 2}{0, 082.409} = 0, 42 m o l$

$\begin{array}{l} C_{n} H_{2 n} + 1, 5 n O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O \\ 0, 02 \to 0, 03 n 0, 02 n 0, 02 n \end{array}$

hỗn hợp khí sau phản ứng gồm $\{\begin{matrix} C O_{2} : 0, 02 n m o l \\ H_{2} O : 0, 02 n m o l \\ \begin{array}{l} N_{2} : 0, 32 m o l \\ O_{2} d u : (0, 08 - 0, 03 n) m o l \end{array} \end{matrix}$

$\to 0, 02 n + 0, 02 n + 0, 32 + 0, 08 - 0, 03 n = 0, 42 \to n = 2$

$\to$ anken cần tìm là C₂H₄

Đáp án C

Câu 10: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít đktc một hiđrocacbon X mạch hở, sau đó dẫn sản phẩm cháy lần lượt qua dung dịch H₂SO₄ và dung dịch Ca(OH)₂ dư. Sau thí nghiệm thấy khối lượng bình đựng dung dịch axit tăng 5,4g, bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ có 30g kết tủa. Tìm CTPT của X

A. C₃H₆

B. C₂H₄

C. C₄H₈

D. C₅H₁₀

Hướng dẫn giải

$n_{X} = \frac{2, 24}{22, 4} = 0, 1 m o l$

Khối lượng bình đựng dung dịch axit tăng là khối lượng của H₂O:

$\begin{array}{l} \to m_{H_{2} O} = 5, 4 g a m \to n_{H_{2} O} = \frac{5, 4}{18} = 0, 3 m o l \\ n_{C O_{2}} = n_{C a C O_{3}} = \frac{30}{100} = 0, 3 m o l \end{array}$

Nhận thấy: $n_{H_{2} O} = n_{C O_{2}} \to$ hidrocacbon X là anken

$\begin{array}{l} C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \to n C O_{2} + n H_{2} O \\ 0, 1 \leftarrow 0, 3 (m o l) \\ \to 0, 1. n = 0, 3 \to n = 3 \to X l à C_{3} H_{6} \end{array}$