Phương pháp giải Bài tập trọng tâm về Ankanđien (50 bài tập minh họa)

Ngọc Nguyễn Ngày: 17-07-2023 Lớp 11

261

Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Phương pháp giải Bài tập trọng tâm về Ankanđien (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 Bài tập trọng tâm về Ankanđien (50 bài tập minh họa)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

Dạng 1: Bài tập về phản ứng cộng của ankađien

Tương tự anken, các ankađien cũng có thể tham gia phản ứng cộng H₂ (xt: Ni); halogen và hiđrohalogenua. Tùy theo điều kiện (tỉ lệ số mol các chất, nhiệt độ), phản ứng cộng halogen và hiđrohalogenua có thể xảy ra tại 1 trong 2 liên kết đôi, hay hai đầu ngoài của liên kết đôi hoặc đồng thời vào cả hai liên kết đôi.

- Với hiđro: CH₂ = CH – CH = CH₂ + 2H₂ $\overset{N i, t^{o}}{\to}$ CH₃– CH₂ – CH₂- CH₃

- Với brom:

+ Cộng 1, 2: CH₂=CH–CH=CH₂ + Br₂(dd) $\overset{- 80^{o} C}{\to}$ CH₂Br =CHBr– CH-CH₂

(sản phẩm chính)

+ Cộng 1,4: CH₂=CH–CH=CH₂ + Br₂(dd) $\overset{40^{o} C}{\to}$ CH₂Br –CH=CH-CH₂Br

(sp chính)

+ Cộng đồng thời vào 2 nối đôi:

CH₂=CH–CH=CH₂ + 2Br₂(dd) →CH₂Br –CHBr-CHBr-CH₂Br

- Với hiđro halogenua:

+ Cộng 1,2: CH₂=CH–CH=CH₂ + HBr_(dd) $\overset{- 80^{o} C}{\to}$ CH₂Br =CH– CH-CH₃

(sp chính)

+ Cộng 1,4: CH₂=CH–CH=CH₂ + HBr_(dd) $\overset{40^{o} C}{\to}$ CH₃–CH = CH-CH₂Br

(sản phẩm chính )

Ví dụ 1: Cho ankađien X vào 200,0 gam dung dịch Br₂ nồng độ 16% thấy dung dịch mất màu và đồng thời khối lượng dung dịch tăng 4,0 gam. Vậy công thức của ankađien X là:

A. C₅H₈

B. C₆H₁₀

C. C₄H₆

D. C₃H₄

Hướng dẫn giải:

$n_{B r_{2}} = \frac{200.16 %}{100 % .160} = 0, 2 m o l$

Đặt ankađien có dạng C_nH_2n-2 (n ≥ 3)

C_nH_{2n -2} + 2Br₂ → C_nH_2n-2Br₄

0,1.................0,2 mol

Theo bài ra, khối lượng dung dịch tăng chính là khối lượng của ankađien phản ứng.

$\Rightarrow 14 n - 2 = \frac{4}{0, 1} = 40 \Rightarrow n = 3$

Vậy X là C₃H₄.

Đáp án D

Ví dụ 2: Cho ankađien X tác dụng với HBr trong điều kiện thích hợp thì thu được dẫn xuất Y trong đó brom chiếm 53,69% về khối lượng. Vậy công thức phân tử của X có thể là :

A. C₆H₁₀

B. C₅H₈

C. C₄H₆

D. C₃H₄

Hướng dẫn giải:

M_Y = 80 : 0,5369 = 149

⇒ M_X = 149 – 80 – 1 = 68

⇒ X là C₅H₈.

Đáp án B

Dạng 2: Bài tập về phản ứng trùng hợp ankađien

Thường gặp, trùng hợp butađien và trùng hợp isopren:

Bài tập trọng tâm về Ankanđien và cách giải – Hóa học lớp 11 (ảnh 1)

Chú ý:

+ Phản ứng trùng hợp thuộc loại phản ứng polime hóa.

+ Chất đầu tham gia phản ứng trùng hợp gọi là monome.

+ Sản phẩm gọi là polime.

+ Phần trong dấu ngoặc gọi là mắt xích của polime.

+ n là hệ số trùng hợp, thường lấy giá trị trung bình.

- Phương pháp: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

$M o n o m e \overset{x t, t^{o}, p}{\to} p o l i m e$ + monome dư

⇒ m_monome = m_polime + m_{monome dư}

- Trong trường hợp đề bài yêu cầu tính hệ số trùng hợp (n)

Ta có: n = $\frac{M_{p o \lim e}}{M_{1 m a t x i c h}}$

Ví dụ 1: Người ta điều chế poliisopren theo sơ đồ sau: isopentan isopren poliisopren. Tính khối lượng isopentan cần lấy để có thể điều chế được 68 gam poliisopren. Biết hiệu suất của quá trình đạt 72%.

A. 90 gam

B. 120 gam

C. 110 gam

D. 100 gam

Hướng dẫn giải:

Xét 1 mắt xích, poliisopren ta có sơ đồ:

C₅H₁₂→ → C₅H₈

72 $\overset{100 %}{\to}$ 68 gam

x $\overset{72 %}{\to}$ 68 gam

$\Rightarrow x = \frac{68.72}{68.0, 72} = 100 g$

Đáp án D

Ví dụ 2: Phân tử khối trung bình của cao su tự nhiên là 104720. Số mắt xích gần đúng của cao su nói trên là

A. 1450.

B. 1540.

C. 1054.

D. 1405.

Hướng dẫn giải

Cao su tự nhiên là polime của isopren Công thức là:

$[- C H_{2} - C (C H_{3}) = C H - C H_{2} -] n h a y {(C_{5} H_{8})}_{n}$

M = 68n = 104720 n = 1540

Đáp án B

Dạng 3: Bài tập về phản ứng oxi hóa ankađien

- Oxi hoá hoàn toàn:

Tương tự các hiđrocacbon khác, các ankađien đều cháy và tỏa nhiều nhiệt:

C_nH_{2n – 2} + O₂ $\overset{t^{o}}{\to}$ nCO₂ + ( n – 1) H₂O

1 n (n-1) mol

+ Khi đốt cháy hoàn toàn ankađien: $n_{C O_{2}} > n_{H_{2} O}; n_{a n k a d i e n} = n_{C O_{2}} - n_{H_{2} O}$

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

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

- Oxi hoá không hoàn toàn:

Các ankađien cũng làm mất màu dung dịch KMnO₄ như anken.

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ankađien kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thì thu được 28,6 gam CO₂ và 9,18 gam nước. Vậy công thức của 2 ankađien là:

A. C₆H₁₀ và C₇H₁₂

B. C₅H₈ và C₆H₁₀

C. C₄H₆ và C₅H₈

D. C₃H₄ và C₄H₆

Hướng dẫn:

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = \frac{28, 6}{44} = 0, 65 m o l; n_{H_{2} O} = \frac{9, 18}{18} = 0, 51 m o l \\ n_{a n k a d i e n} = n_{C O_{2}} - n_{H_{2} O} = 0, 14 m o l \\ \bar{C} = \frac{n_{C O_{2}}}{n_{a n k a d i e n}} = \frac{0, 65}{0, 14} = 4, 6 \end{array}$

Vậy 2 ankađien là C₄H₆ và C₅H₈.

Đáp án C

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp X gồm anken và ankađien thu được CO₂ và H₂O trong đó số mol CO₂ nhiều hơn số mol H₂O là 0,1 mol. Vậy 0,15 mol hỗn hợp X có thể làm mất màu dung dịch chứa tối đa bao nhiêu mol brom?

A. 0,15 mol

B. 0,20 mol

C. 0,30 mol

D. 0,25 mol

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l} n_{a n k a d i e n} = n_{C O_{2}} - n_{H_{2} O} = 0, 1 m o l \\ n_{a n k e n} = n_{h h} - n_{a n k a d i e n} = 0, 05 m o l \end{array}$

Số mol Br₂ tối đa = 2n_ankadien + n_anken = 0,25 mol

B. Bài tập minh họa

Câu 1: Kết luận nào sau đây là không đúng?

A. Ankađien là những HC không no mạch hở, phân tử có hai liên kết đôi C=C.

B. Ankađien có khả năng cộng hợp hai phân tử hiđro.

C. Những hợp chất có khả năng cộng hợp hai phân tử hiđro thuộc loại ankađien.

D. Những hiđrocacbon không no mạch hở, phân tử có hai liên kết đôi cách nhau một liên kết đơn được gọi là ankađien liên hợp.

Câu 2. Cho phản ứng giữa buta-1,3-đien và HBr ở -80^oC (tỉ lệ mol 1:1), sản phẩm chính của phản ứng là

A. CH₃CHBrCH=CH₂.

B. CH₃CH=CHCH₂Br.

C. CH₂BrCH₂CH=CH₂.

D. CH₃CH=CBrCH₃.

Câu 3. Ankađien liên hợp X có CTPT C₅H₈. Khi X tác dụng với H₂ có thể tạo được hiđrocacbon Y công thức phân tử C₅H₁₀ có đồng phân hình học. CTCT của X là

A. CH₂=CHCH=CHCH₃.

B. CH₂=C=CHCH₂CH₃.

C. CH₂=C(CH₃)CH=CH₂.

D. CH₂=CHCH₂CH=CH₂.

Câu 4. Đốt cháy hoàn toàn 3,40 gam ankađien X, thu được 5,60 lít CO₂ (đktc). Công thức phân tử của X là

A. C₄H₆.

B. C₄H₈.

C. C₄H₆.

D. C₅H₈.

Câu 5. Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít khí X (đktc) gồm buta–1,3–đien và etan sau đó dẫn toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch H₂SO₄ đặc thì khối lượng dung dịch axit tăng thêm bao nhiêu gam?

A. 3,6 g.

B. 5,4 g.

C. 9,0 g.

D. 10,8 g.

Câu 6. 2,24 lít hỗn hợp X gồm buta–1,3–đien và penta–1–3-đien (đktc) có thể tác dụng hết tối đa bao nhiêu lít dung dịch brom 0,10 M?

A. 2 lít.

B. 1 lít.

C. 1,5 lít.

D. 2,5 lít.

Câu 7: Trùng hợp đivinyl tạo ra cao su Buna có cấu tạo là?

A. (-C₂H-CH-CH-CH₂-)n.

B. (-CH₂-CH=CH-CH₂-)n.

C. (-CH₂-CH-CH=CH₂-)n.

D. (-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-)n.

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai ankađien kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng thì thu được 14,3 gam CO₂ và 4,59 gam nước. Vậy công thức của 2 ankađien là:

A. C₆H₁₀ và C₇H₁₂

B. C₅H₈ và C₆H₁₀

C. C₄H₆ và C₅H₈

D. C₃H₄ và C₄H₆

Câu 9: Hỗn hợp X gồm ankađien và H₂ có tỷ lệ mol 2 : 3. Cho 0,5 mol hỗn hợp X qua Ni, nung nóng thu được hỗn hợp Y. Cho hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư thấy có 0,26 mol Br₂ đã phản ứng và thoát ra 4,48 lít hỗn hợp Z có tỷ khối so với H₂ là 8. Vậy công thức của ankađien là:

A. C₄H₆

B. C₅H₈

C. C₃H₄

D. C₆H₁₀

Câu 10: Hỗn hợp X gồm một anken và một ankađien. Cho 3,36 lít hỗn hợp X vào dung dịch brom dư thấy có 32,0 gam brom đã phản ứng và khối lượng dung dịch tăng 6,9 gam. Vậy anken và ankađien có thể ứng với các công thức cấu tạo sau?

A. C₂H₄ và C₄H₆

B. C₂H₄ và C₃H₄

C. C₃H₆ và C₄H₆

D. C₃H₆ và C₅H₈

Đáp án minh họa