Phản ứng hiđro hóa là gì

Cách giải bài tập Phản ứng đề hidro hóa và cracking ankan hay, chi tiết

Trang trước Trang sau

Bài giảng: Phương pháp giải bài toán đốt cháy hiđrocacbon - Cô Nguyễn Thị Nhàn (Giáo viên Tôi)

Quảng cáo

- Dưới tác dụng của nhiệt độ, xúc tác, ankan có thể phản ứng theo nhiều hướng:

Phản ứng crackinh: ANKAN ^{tº, xt} ANKAN KHÁC + ANKEN (làm mất màu dd brom)

Phản ứng đề hydro hóa: ANKAN ^{tº, xt} ANKEN + H₂

Ví dụ:

C₃H₈ ^{tº, xt} CH₄ + C₂H₄ (CH₂=CH₂)

C₃H₈ ^{tº, xt} C₃H₆ (CH₂=CHCH₃) + H₂

Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng còn có thể:

+   Tạo ra ankin: Ví dụ: 2CH₄ ^{1500ºC, lln} CHCH + 3H₂

+   Tạo ra cabon và hydro: Ví dụ: CH₄ ^{tº, xt} C (rắn) + 2H₂

- Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp:

m_{trước phản ứng} = m_{sau phản ứng}  M_đ/M_s  = n_s/n_đ

hàm lượng C và H trước và sau phản ứng là như nhau  đốt cháy hỗn hợp sau phản ứng được qui về đốt cháy hỗn hợp trước phản ứng.

- Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: n_sau > n_trước  P_sau > P_đầu   M_tb sau < M_tb đầu  (vì m_đầu = m_sau)

Ví dụ:  C₃H₈ ^{tº, xt} CH₄ + C₂H₄  nsau = 2. Nđầu

- Số mol anken sinh ra : n_anken = n_s  n_đ; Hiệu suất phản ứng: H = (n_s- n_đ)/n_đ .100%

Quảng cáo

Bài 1: Crackinh butan thu được 35 mol hh A gồm CH₄, C₂H₆, H₂, C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈ và C₄H₁₀ dư. Dẫn A lội qua bình nước brom dư thấy có 20 mol khí đi ra khỏi bình (biết rằng chỉ có C₂H₄, C₃H₆, C₄H₈ phản ứng với Br₂ và đều theo tỉ lệ số mol 1:1). Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được a mol CO₂.

a. Tính hiệu suất phản ứng tạo hh A.

b. Tính giá trị của a.

Hướng dẫn:

a. Phương trình phản ứng:

C₄H₁₀ ^{tº, xt} CH₄ + C₃H₆

C₄H₁₀ ^{tº, xt} C₂H₆ + C₂H₄

C₄H₁₀ ^{tº, xt} H₂ + C₄H₈

Số mol anken thu được: n_anken= 35 - 20 = 15mol

Số mol butan ban đầu là: n_đ = n_butan = n_s - n_anken = 35  15 = 20 mol

Hiệu suất cracking butan là  H = (n_s- n_đ)/n_đ .100% = (35-20)/20.100% = 75%

b. Đốt cháy hỗn hợp A là đốt chay butan:

C₄H₁₀  +  11/2O₂  4CO₂ +  5H₂O

20        80        mol

Vậy số mol CO₂ thu được khi đốt cháy hỗn hợp A là 80 mol

Bài 2: Craking  m gam n-butan thu được  hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₆, C₄H₈ và một phần butan chưa bị craking. Đốt cháy hoàn toàn A thu được 9 gam H₂O và 17,6 gam CO₂. Giá trị của m là

Hướng dẫn:

n_butan  = n_H2O  n_CO2 = 9/18  - 17,6/44 = 0,1 mol; m = 0,1.58 = 5,8 gam

Quảng cáo

Bài 3: 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:

Hướng dẫn:

n_X = 67,2/22,4 = 3 mol; n_anken = n_Br2 = 160/160 = 1 mol;  n_propan = 3-1 = 2 mol;   H = (3-2)/2.100% = 50%

Bài 4: Đề hidro 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 hiadro hóa là:

Hướng dẫn:

M_A/M_B  = 1,75  H = (M_A- M_B)/M_B .100% = (1,75-1)/1 .100% = 75%

Bài 5: Một hỗn hợp X gồm hai ankan A, B đồng đẳng kế tiếp. Crackinh 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 Yđối với H₂ là 8,2. Vậy công thức phân tử và số mol của A, B lần lượt là:

Hướng dẫn:

M_Y/M_X  = n_X/n_Y  = 1/2 ; M_Y = 8,2.2 = 16,4; M_X = 16,4.2 = 32,8 = 14n_tb + 2  n_tb = 2,2

CTPT của A và B lần lượt là:  C₂H₆ ; C₃H₈; n_A/n_B  = 4/1 = 0,4/0,1

Bài 1: 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. C₆H₁₄.  B. C₃H₈.  C. C₄H₁₀.  D. C₅H₁₂.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Nhận xét: Trong phản ứng cacking M_(trước) = M_(sau).

Vậy: M_(X) = 3M_(Y). d_(Y/H2) = 12  M_(Y) = 24  M_(X) = 72.

Bài 2: Craking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₃H₆ và một phần propan chưa bị craking. 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Ta có: a = 0.18, b = 0.02 (a là số mol C₃H₈ phản ứng, b là số mol C₃H₈dư).

số mol A = 2a + b = 0.38

M_tb = 8.8/0.38 = 23.16

Bài 3: Craking 2,24 lít butan thu được hỗn hợp A gồm H₂, CH₄ ,C₂H₄ ,C₂H₆  C₃H₆, C₄H₈, C₄H₁₀. Hỗn hợp khí  A  phản ứng vừa đủ với 100 ml dung dịch Br₂ 0,2 M. Hiệu suất phản ứng cracking butan là:

A. 80%.  B. 75%.  C. 25%.  D. 20%.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

n_anken = n_Br2 = 0,02 mol; n_butan = 2,24/22,4 = 0,1 mol; n_A = 0,1 + 0,02 = 0,12 mol;

H = (0,12-0,1)/0,1=20%

Bài 4: Crackinh 8,8 gam propan thu được hh A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₃H₆ và một phần propan chưa bị crackinh. Biết % propan 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

n_propan = 8,8/44 = 0,2 mol; H = (n_A- n_propan)/n_propan .100%  n_A = 0,38 mol  M_A = 8,8/0,38 =23,16 g/mol

Bài 5: Khi crackinh hoàn toàn V lit ankan X thu được 3V lit hh Y (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H₂ bằng 12. CTPT của X là:

A. C₆H₁₄  B. C₃H₈  C. C₄H₁₀  D. C₅H₁₂

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

V_X/V_Y  = n_X/n_Y  = 1/3 ; M_Y = 12.2 = 24; ta có n_X/n_Y  = M_Y/M_X  = 1/3  M_X = 24.3 = 72  CTPT của X: C₅H₁₂

Bài 6: Khi crackinh 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

V_X/V_Y  = n_X/n_Y  = 1/4; n_X/n_Y  = M_Y/M_X  = 1/4  M_Y = 86/4 = 21,5 ; d_Y/H2 = 21,5/2 = 10,75

Bài 7: Nung một lượng butan trong bình kín (cố xúc tác thích hợp) thu được hỗn hợp X gồm ankan và anken. Tỉ khối của X so với khí hiđro là 21,75. Thành phần phần trăm thể tích của butan trong X là:

A. 25,00  B. 66,67  C. 50,00  D. 33,33.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

M_X = 21,75.2 = 43,5. Chọn số mol hỗn hợp X là 1 mol

C₄H₁₀  C_nH_2n+2 + C_mH_2m

a mol      a mol        a mol

BTKL:

a = 1  0,75 = 0,25 mol  C₄H₁₀  còn dư: 0,75  0,25 = 0,5 mol

% thể tích C₄H₁₀ trong X là 50%

Bài 8: Craking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H₂, CH₄, C₂H₄, C₃H₆ và một phần propan chưa bị craking. 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.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Ta có số mol chất sản phẩm n _sp = n_{C3H8 dư} + 2.n_{C3H8 phản ứng} = 0,02 + 2.0,18 = 0,38 M = 8,8 : 0,38 = 23,16

Bài giảng: Phương pháp giải bài toán cracking ankan - Cô Nguyễn Thị Nhàn (Giáo viên Tôi)

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Giới thiệu kênh Youtube Tôi

Trang trước Trang sau