Phương pháp giải bài tập về Hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2020

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ HIĐROCACBON MÔN HÓA HỌC 11 NĂM 2020

 

Bài 1. Đốt cháy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (có M hơn kém nhau 28g) thì thu được 0,3mol CO₂ và 0,5 mol H₂O. Tìm CTPT & tên A, B

GIẢI :

Hydrocacbon A, B có M hơn kém nhau 28g Þ A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng.

Cách 1 :

A, B   +   O₂ → CO₂ +   H₂O

\(\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,5}}{{0,3}} = 1,67\) >1 → A, B thuộc dãy đồng đẳng ankan.

Đặt CTTB A, B : \({{\rm{C}}_{\overline {\rm{n}} }}{{\rm{H}}_{{\rm{2}}\overline {\rm{n}}  + 2}}\) : a mol

\({{\rm{C}}_{\overline {\rm{n}} }}{{\rm{H}}_{{\rm{2}}\overline {\rm{n}}  + 2}} + \frac{{{\rm{3}}\overline {\rm{n}}  + 1}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to \overline {\rm{n}} {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + (\overline {\rm{n}}  + {\rm{1)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

   a                          →  a     → a( +1)     (mol)

Ta có \(\frac{{{{\rm{n}}_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,5}}{{0,3}} = \frac{{\overline {\rm{n}}  + 1}}{{\overline {\rm{n}} }}\) → \(\overline {\rm{n}} \) = 1,5

Đặt CTTQ A, B : C_nH_2n+2 và C_mH_2m+2

Giả sử n< m → n< 1,5 → n = 1 → CTPT A : CH₄ (M = 16)

→ M_B = 16 + 28 = 44 → CTPT B : C₃H₈.

Cách 2 : Đặt CTTQ A, B : C_nH_2n+2 : a mol và C_mH_2m+2 : b mol

Các ptpứ cháy :

\(\begin{array}{l}
{{\rm{C}}_{\rm{n}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2n}} + {\rm{2 - 2k}}}} + \frac{{{\rm{3n}} + {\rm{1 - k}}}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{nC}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + {\rm{(n}} + {\rm{1 - k)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\
\;\;\;{\rm{ }}a\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}an\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}a\left( {n + 1 - k} \right)\;\;\;\;\;\;\;\;{\rm{ }}\left( {mol} \right)
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
{{\rm{C}}_{\rm{m}}}{{\rm{H}}_{{\rm{2m}} + {\rm{2 - 2k}}}} + \frac{{{\rm{3m}} + {\rm{1 - k}}}}{{\rm{2}}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to {\rm{mC}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + {\rm{(m}} + {\rm{1 - k)}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\\
b\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,\,\,\,\,\,\,bm\;\;\;\;\,\,\,\,\,\,\;b\left( {m + 1 - k} \right)\;\;\;\;\;\;\;\left( {mol} \right)
\end{array}\)

Ta có :

\(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{an}} + {\rm{bm}} = {\rm{0,3}}\\
{\rm{(n}} + {\rm{1 - k)a}} + {\rm{(m}} + {\rm{1 - k)b}} = {\rm{0,5}}
\end{array} \right.\)

→ (a+b)(1-k) = 0,2  → k = 0 vì chỉ có k = 0 thì phương trình mới có nghĩa.

→ a + b = 0,2 và an + bm = 0,3

Giả sử n < m

→ n(a+b) < m (a+b)

→ n < \(\frac{{{\rm{na}} + {\rm{bm}}}}{{{\rm{a}} + {\rm{b}}}}\) < m → n < \(\frac{{{\rm{0,3}}}}{{{\rm{0,2}}}} = 1,5\) < m

Biện luận tương tự cách trên suy ra CTPT A : CH₄ và B : C₃H₈.

Bài 2.  Cracking ankan A, người ta thu được một hỗn hợp khí B gồm 2 ankan và 2 anken. Tỉ khối hơi của B so với H₂ d_B/H2 = 14,5. Khi dẫn hỗn hợp khí B qua dung dịch Br₂ dư, khối lượng hỗn hợp khí giảm đi 55,52%.

a) Tìm CTPT của A và các chất trong B.

b) Tính % thể tích các chất khí trong B.

GIẢI

Ở bài này dựa vào tính chất phản ứng cracking và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm M_A kết hợp với phương pháp ghép ẩn số để giải.

\({\overline M _{hhB}}\) = 14,5.2 = 29     

Theo ĐLBT khối lượng : khối lượng A đem cracking = khối lượng hỗn hợp B

→ m_{Atham gia pứ} = m_B (1)          

Phản ứng cracking làm tăng gấp đôi số mol hydrocacbon nên

n_B = 2n_{A tham gia pứ}  (2)(1) chia (2) → \({\overline M _{hhB}}\)  = ½ M_A

→ M_A = 29.2 = 58   → M_A = 14n + 2 = 58 Þ n= 4

CTPT A là C₄H₁₀  Các ptpư cracking A :

C₄H₁₀ → CH₄ + C₃H₆

    a     → a          a (mol)

C₄H₁₀ → C₂H₆ + C₂H₄

     b →    b          b (mol)

Gọi A, B lần lượt là số mol A đã bị cracking theo 2 phản ứng trên.

hh B gồm : CH₄  : a (mol)

                   C₂H₆ : b (mol)

                   C₃H₆ : a (mol)

                   C₂H₄ : b (mol)

Khi dẫn hh qua dd Br₂ thì 2 anken bị hấp thụ.

→ m_2anken = 55,52%m_B = 55,52%m_A   → mC₃H₆ + mC₂H₄ = 55,52%.58 (a+b)

→ 42a + 28b = 32,2016 (a+b) →  9,7984a = 4,2016b → b = 2,3a (mol)

n_B = 2(a + b) = 2 (a + 2,3a) = 6,6a (mol)

Ở cùng điều kiện, tỉ lệ số mol cũng chính là tỉ lệ về thể tích

→ %CH₄ = %C₃H₆ = \(\frac{a}{{6,6a}}*100\% \) = 15%    

%C₂H₆ = %C₂H₄ = \(\frac{b}{{6,6a}}*100\%  = \frac{{2,3a}}{{6,6a}}*100\%  = 35\% \)

Bài 3 : Đốt cháy 19,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp thì thu được V lít CO₂ (0^oC, 2 atm). Cho V lít CO₂ trên qua dd Ca(OH)₂ thì thu được 30g kết tủa. Nếu tiếp tục cho dd Ca(OH)₂ vào đến dư thì thu được thêm 100g kết tủa nữa.

a) Xác định CTPT 2 ankan.

b) Tính thành phần % theo khối lượng 2 hydrocacbon.

GIẢI

Ở bài này, đốt cháy hỗn hợp gồm 2 ankan liên tiếp nên dùng phương pháp trung bình để giải.

a) Xác định CTPT 2 ankan :

Đặt CTTQ 2 ankan  

X   : C_nH_2n+2 : a (mol)

Y    : C_mH_2m+2 : b (mol)

CTPT trung bình 2 ankan \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2}}\)

Giả sử n < m → n< \(\overline n \) < m = n + 1.

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃  +   H₂O

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

Khi cho thêm dd Ca(OH)₂ vào đến dư :

Ca(HCO₃)₂   +   Ca(OH)₂ → 2CaCO₃  + 2H₂O

Áp dụng ĐLBT khối lượng thì mCO₂ = mCO₂ (trong )

→ nCO₂ = nCaCO₃ = \(\frac{{30 + 100}}{{100}} = 1,3\) (mol)    → mCO₂ = 1,3 x 44 = 57,2 (g)

\(\begin{array}{l}
{C_{\overline n }}{H_{2\overline n  + 2}} + \frac{{3\overline n  + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n  + 1){H_2}O\\
\overline M \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,44n\\
19,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,57,2
\end{array}\)

Ta có tỉ lệ :

\(\frac{{\overline M }}{{19,2}} = \frac{{44\overline n }}{{57,2}} \Leftrightarrow \frac{{14\overline n  + 2}}{{19,2}} = \frac{{44\overline n }}{{57,2}}\)

→ \(\overline n \)  = 2,6

Ta có n < \(\overline n \) = 2,6 < m = n+1  →  n = 2 và m =3

Vậy CTPT 2 ankan là C₂H₆ và C₃H₈

b) Tính % các hydrocacbon trên :

C₂H₆ + 7/2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

   a                  →  2a                       (mol)

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

   b                → 3b                        (mol)

n_CO2 = 2a + 3b = 1,3 (1)

m_hh = 30a + 44b = 19,2 (2)                

(1) , (2) Þ a = 0,2 ;b = 0,3             (mol)

%C₂H₆ =  \(\frac{{30a}}{{19,2}}*100\%  = \frac{{30.0,2}}{{19,2}}*100\%  = 31,25\% \)

% C₃H₈ = \(\frac{{44b}}{{19,2}}*100\%  = \frac{{44.0,3}}{{19,2}}*100\%  = 68,75\% \)

Bài 4 : Đốt  cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp 2 hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu được 1,12 lít khí CO₂ ( đktc) và 1,26g H₂O. Giá trị của V là :

A .  0,112 lít                            B . 0,224 lít                             C . 0,448 lít                             D. 0,336 lít

Giải:

\({n_{C{O_2}}} = \frac{{1,12}}{{22,4}} = 0,5(mol);{n_{{H_2}O}} = \frac{{1,26}}{{18}} = 0,07(mol) \Rightarrow \) \({n_{ankan}} = {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 0,07 - 0,05 = 0,02(mol)\)

\({V_{ankan}} = 0,02.22,4 = 0,448\) (lít)

Bài 5 : Đốt cháy 560cm³ hỗn hợp khí (đktc) gồm 2 hydrocacbon có cùng số nguyên tử cacbon ta thu được 4,4g CO₂ và 1,9125g hơi nước.

a) Xác định CTPT các chất hữu cơ.

b) Tính %khối lượng các chất.

c) Nếu cho lượng CO₂ trên vào 100 ml dd KOH 1,3M; Tính C_M muối tạo thành.

GIẢI

Ở bài này, ta dùng phương pháp số nguyên tử H trung bình kết hợp với phương pháp biện luận để giải.

a) Xác định CTPT các hydrocacbon :

Đặt CTPT 2 hydrocacbon trên : \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{x}}}{{\rm{H}}_{\rm{y}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{x}}}{{\rm{H}}_{{\rm{y'}}}}
\end{array} \right.\)

CTPT trung bình 2 hydrocacbon trên : \({{\rm{C}}_{\overline {\rm{x}} }}{{\rm{H}}_{\overline {\rm{y}} }}\)

Giả sử  y < y’ → y < \(\overline {\rm{y}} \) < y’

Số mol hỗn hợp khí n_hh = \(\frac{{0,56}}{{22,4}} = 0,025\) mol

nCO₂ = 4,4/44 = 0,1 (mol)

nH₂O = 1,9125/18 = 0,10625 (mol)

\({{\rm{C}}_{\overline {\rm{x}} }}{{\rm{H}}_{\overline {\rm{y}} }} + \left( {\overline {\rm{x}}  + \frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{4}}}} \right){{\rm{O}}_{\rm{2}}} \to \overline {\rm{x}} {\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}} + \frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{2}}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}{\rm{O}}\)

0,025            → 0,025x → 0,025 \(\overline {\rm{y}} \) /2

\(\left\{ \begin{array}{l}
{{\rm{n}}_{{\rm{CO2}}}} = {\rm{0,025}}\overline {\rm{x}}  = {\rm{0,1}}\\
{{\rm{n}}_{{\rm{H2O}}}} = {\rm{0,025}}\frac{{\overline {\rm{y}} }}{{\rm{2}}} = {\rm{0,10625}}
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\overline {\rm{x}}  = {\rm{4}}\\
\overline {\rm{y}}  = {\rm{8,5}}
\end{array} \right.\)

CTPT A, B có dạng : A : C₄H_y và B : C₄H_y’

Ta có y <  < y’ hay y < 8,5

Biện luận tìm CTPT B :

8,5 < y’ chẵn        

y’ < 2x + 2  = 2.4 + 2 = 10                

→ y’ =10 → CTPT B : C₄H₁₀

Tương tự biện luận tìm CTPT A :

y < 8,5

y chẵn

y	2              4             6               8
A	C4H2     C4H4        C4H6       C4H8

Vậy có 4 cặp nghiệm :

\(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\)  và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{4}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\) và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{6}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\) và \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{A:}}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{\rm{8}}}\\
{\rm{B: }}{{\rm{C}}_{\rm{4}}}{{\rm{H}}_{{\rm{10'}}}}
\end{array} \right.\)

c) Tính C_M các muối tạo thành :

n_KOH = V.C_M = 0,1.1,3 = 0,13 (mol)

Ta có : \(\frac{{{{\rm{n}}_{{\rm{KOH}}}}}}{{{{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}}}} = \frac{{0,13}}{{0,1}} = 1,3\)  Tạo thành 2 muối.

CO₂  +  2KOH → K₂CO₃   +  H₂O

   a            2a              a                  (mol)

CO₂  +    KOH → KHCO₃

   b             b             b                    (mol)

Ta có : \(\left\{ \begin{array}{l}
{\rm{a}} + {\rm{b}} = {{\rm{n}}_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}}} = 0,1\\
{\rm{2a}} + {\rm{b}} = {{\rm{n}}_{{\rm{KOH}}}} = 0,13
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{\rm{a}} = {\rm{0,03}}\\
{\rm{b}} = {\rm{0,07}}
\end{array} \right.\) (mol)

C_{M(K2CO3 )} = \(\frac{{{\rm{0,03}}}}{{{\rm{0,1}}}} = 0,3\) (M)   C_M(KHCO3) = \(\frac{{{\rm{0,07}}}}{{{\rm{0,1}}}} = 0,7\) (M)

---(Nội dung đầy đủ, chi tiết của tài liệu vui lòng xem tại online hoặc đăng nhập để tải về máy)---

 

...

Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp giải bài tập về Hidrocacbon môn Hóa học 11 năm 2020, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy. 

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!