Hiđrocacbon no - Ankan - Các dạng bài tập

B. PH NG PHÁP GI BÀI HIĐROCACBON NOƯƠ ỀI. Ph ng th Clả ế2 Br2 (ph ng clo hóa, brom hóa)ả ứPh ng pháp gi iươ :ướ Vi ph ng trình ph ng ankan Clế ươ ớ2 ho Brặ2 bài không choế ềbi ph th là monohalogen, đihalogen,… thì ta ph vi ph ng ng ng quát :ế ổoas, tn xC xBr Br xHBr+ -+ ¾¾¾® +ho cặasn xC xCl Cl xHCl+ -+ ¾¾® :ướ Tính kh ng mol ph th ho kh ng mol trung bình aố ượ ượ ủh ph tìm nguyên cacbon trong ankan ho liên gi cacbonỗ ốvà nguyên clo, brom trong ph th đó xác nh nguyên cacbon và số ượ ốnguyên clo, brom trong ph th Suy ra công th ankan ban và côngử ầth các ph th .ứ Trên đây là hai gi tìm CTPT, CTCT ankan trong ph ng th Clướ ớ2 Br2 .Trên th còn có th có nh ng ng bài khác liên quan lo ph ng này (ít n).ự ơ► Các ví minh ◄ụ ọVí 1:ụ Ankan ph ng clo ra xu monoclo có kh so Hả ớ2 ngằ39,25. Tên là :ủA. butan. B. propan. C. iso-butan. D. 2-metylbutan.H ng gi iướ CTPT ankan là Cặ ủn H2n+2. Ph ng Cả ủn H2n+2 clo ra xu monoclo :ớ ấasn 1C Cl Cl HCl+ ++ ¾¾® +(1) Theo gi thi ta th Cả ấn H2n+1 Cl hai ng phân vàồ ồn 1C ClM 39, 25.2 78, gam mol+= nên ta có 14n 36,5 78,5 CTPT ankan ủlà C3 H8 là propan, ph ng trình ph ng :ậ ươ ứ¾¾® CH3 CH2 CH2 Cl HCl CH3 CH2 CH3 Cl2 ¾¾® CH3 CHClCH3 HClĐáp án B.Ví 2:ụ Khi clo hóa ankan ch thu xu monoclo duy nh có kh iộ ượ ơđ hiđro là 53,25. Tên ankan là ủA. 3,3-đimetylhecxan. C. isopentan.B. 2,2-đimetylpropan D. 2,2,3-trimetylpentanH ng gi iướ ảasĐ CTPT ankan là Cặ ủn H2n+2. Ph ng Cả ủn H2n+2 clo ra xu monoclo :ớ ấasn 1C Cl Cl HCl+ ++ ¾¾® +(1) Theo gi thi ến 1C ClM 53, 25.2 106, gam mol+= nên ta có 14n 36,5 106,5 CTPT ankan là Củ5 H12 Vì ph ng ch ra ph duy nh nên ankan là 2,2-đimetylpropan.ả Ph ng trình ph ng :ươ CH3 CH3CH3 –C –CH3 Cl2 as¾¾® CH3 –C –CH2 Cl HCl CH3 CH3 Đáp án B.Ví 3:ụ Khi cho ankan (trong phân có ph trăm kh ng cacbon ng 83,72%) tácử ượ ằd ng clo theo mol 1:1 (trong đi ki chi sáng) ch thu xu tụ ượ ấmonoclo ng phân nhau. Tên là A. 3-metylpentan. B. 2,3-đimetylbutan.C. 2-metylpropan. D. butan.H ng gi iướ CTPT ankan là Cặ ủn H2n+2. Theo gi thi ta có :ả ế12n 83, 72n 62n 16, 28= =+ÞCTPT ankan là Củ6 H14 Vì ph ng Clả ớ2 theo mol 1:1 ch thu hai ph th monoclo nên có ượ ếtên là 2,3-đimetylbutan. Ph ng trình ph ng ươ ¾¾® CH3 CH CH CH2 Cl HCl CH3 CH CH CH3 Cl2 CH3 CH3 CH3 CH3 ¾¾® CH3 CH CCl CH3 HCl CH3 CH3Đáp án B.Ví 4:ụ hi clo hóa metan thu ph th ch 89,12% clo kh ng.ượ ượCông th ph là :ứ ẩA. CH3 Cl. B. CH2 Cl2 C. CHCl3 D. CCl4 .H ng gi iướ Ph ng CHả ủ4 clo :ớas4 xCH xCl CH Cl xHCl-+ ¾¾® +(1)asTheo gi thi ta có ế35, 5x 89,12x 316 10, 88= =- công th ph th là CHClậ ế3 .Đáp án C.Ví 5:ụ Khi ti hành ph ng th gi ankan brom có chi sáng ng ta thuế ườđ ch ch hai ch ph m. kh so không khí ng 4. Tênượ ằc là :ủA. 2,2-đimetylpropan. B. 2-metylbutan.C. pentan. D. etan.H ng gi iướ CTPT ankan là Cặ ủn H2n+2. Ph ng Cả ủn H2n+2 clo ra hai ch ph :ớ ẩasn xC xBr Br xHBr+ -+ ¾¾® +(1)mol: 1® hai ch là Cỗ ấn H2n+2-x Brx và HBr Theo gi thi và (1) ta có ến 51.(14n 79x) 81x4.29 14n 44x 114x 11 x=ì+ += Þí=+î Vì ph ng ch ra ph nên suy ra ch có ph th duy nh t. Do đóả ấankan là 2,2-đimetylpropan. Ph ng trình ph ng :ươ CH3 CH3CH3 –C –CH3 Br2 as¾¾® CH3 –C –CH2 Br HBr CH3 CH3 Đáp án A.II. Ph ng tách (ph ng crackinh, tách hiđro)ả ứPh ng pháp gi iươ Khi làm các bài liên quan ph ng crackinh, ph ng tách hiđro thì chú ầnh ng đi sau :ữ Trong ph ng kh ng toàn, đó suy ra ượ ượ ừhoãn hôïp sau phaûn öùngAnkan Ankan hoãn hôïp sau phaûn öùngn .M .M= Khi crackinh ankan C3 H8 C4 H10 (có th kèm theo ph ng tách hiđro ra anken) thì :ể ạS mol ph luôn mol ankan ph ng. Vì ta suy ra,ố ận có mol ankan tham gia ph ng thì sau ph ng mol khí tăng lên mol.ế ố+ các ankan có 5C tr lên do các ankan sinh ra có th ti tham giaố ụph ng crackinh nên mol ph luôn ẩ³ mol ankan ph ng.ầ ph ng tách hiđro ankan thì mol Hố ố2 thành mol khí tăng lênạ ốsau ph ng mol sau ph ng mol ankan ban u.ả ầ► Các ví minh ◄ụ ọVí 1:ụ Khi crackinh hoàn toàn th tích ankan thu ba th tích (các thộ ượ ểtích khí đo cùng đi ki nhi và áp su t); kh so Hở ớ2 ng 12. Công th cứphân là :ử ủA. C6 H14 B. C3 H8 C. C4 H10 D. C5 H12 .H ng gi iướ Áp ng nh lu toàn kh ng ta có :ụ ượmX mY nX MX nYYM MX YYXn Mn YXX3n Mn 3.YM 3.12.2 72gam/mol là C5 H12 .Đáp án D.Ví 2:ụ Crackinh ankan thu ph hiđrocacbon có kh ngượ ượmol trung bình là 36,25 gam/mol, hi su ph ng là 60%. Công th phân là :ứ ủA. C4 H10 B. C5 H12 C. C3 H8 D. C2 H6 .H ng gi iướ Ch mol ankan là mol thì mol ankan ph ng là 0,6 mol, suy ra sau ph nọ ảng mol khí tăng 0,6 mol. ng mol là 1,6 mol.ứ Áp ng nh lu toàn kh ng ta có :ụ ượmA mB nA MA nBBM MA BBAn Mn 1, 6.36, 2558 gam mol1= CTPT ankan là Cậ ủ4 H10 .Đáp án A.Ví 3:ụ Craking 40 lít n-butan thu 56 lít Hượ ồ2 CH4 C2 H4 C2 H6 C3 H6 C4 H8và ph n-butan ch craking (các th tích khí đo cùng đi ki nhi và ápộ ộsu t). Gi ch có các ph ng ra các ph trên. Hi su ph ng ra nấ ỗh là :ợA. 40%. B. 20%. C. 80%. D. 20%.H ng gi iướ là th tích Cọ ể4 H10 tham gia ph ng, sau ph ng th tích tăng là lít. ta có :ả ậ40 56 16. Hi su ph ng ra là ợ16H .100 40%40= .Đáp án A.Ví 4:ụ Cracking 8,8 gam propan thu Hượ ồ2 CH4 C2 H4 C3 H6 và ph nộ ầpropan ch crakinh. Bi hi su ph ng là 90%. Kh ng phân trung bình Aư ượ ủlà :A. 39,6. B. 23,16. C. 2,315. D. 3,96.H ng gi iướ Theo nh lu toàn kh ng ta có mị ượA mpropan 8,8 gam. =3 ban ñaàu phaûn öùngC H8,8n 0,2 mol 0,2.90% 0,18 mol.44 sau ph ng ng mol khí trong là 0,2 0,18 0,38 mol.ậ AAAm8, 8M 23,16 gam mol.n 0, 38Þ =Đáp án B.Ví 5:ụ Crackinh hoàn toàn 6,6 gam propan hai hiđrocacbon. toànượ ẫb qua bình ng 400 ml dung ch brom mol/l th khí thoát ra kh bình có kh soộ ốmetan là 1,1875. Giá tr là :ị A. 0,5M. B. 0,25M. C. 0,175M. D. 0,1M.H ng gi iướ Các ph ng ra :ả ảC3 H8 ¾¾® CH4 C2 H4 (1)C2 H4 Br2 ¾¾® C2 H4 Br2 (2) Theo (1) và gi thi ta có ế3 4C CH H6,6n 0,15 mol44= Sau khi qua bình ng brom khí thoát ra kh bình có oM 1,1875.16 19 gam/ mol= nênngoài CH4 còn có C2 H4 .ư Áp ng ng chéo cho CHụ ườ ợ4 và C2 H4 ta có :ư4CHn 16 28 19 192 4C Hn 28 19 16= Suy ra mol Cố2 H4 là 0,05 mol, mol Cư ố2 H4 ph ng Brả ớ2 mol Brố2 ph ng =ả ứ0,1 mol. ng mol dung ch Brậ ị2 là 0,10,25M.0,4= Đáp án B.42 4CHC Hn9 3n 1Þ =Ví 6:ụ Crackinh 4,4 gam propan (g hiđrocacbon). qua cượ ướbrom th khí thoát ra có kh so Hư ớ2 là 10,8. Hi su crackinh là :ệ A. 90%. B. 80%. C. 75%. D. 60%.H ng gi iướ Các ph ng ra :ả ảC3 H8 ¾¾® CH4 C2 H4 (1)C2 H4 Br2 ¾¾® C2 H4 Br2 (2) Theo (1) ta ặ3 8C pö CH dön mol; mol= Sau khi qua bình ng brom khí thoát ra kh bình ngoài CHư o4 còn có C3 H8 kh iư ốl ng mol trung bình này là 21,6.ượ Áp ng ng chéo cho CHụ ườ ợ4 và C3 H8 ta có :ư4CHn 16 44 21,6 22,4 21,63 8C Hn 44 21,6 16= 5,6 hi su ph ng crackinh là ứa.100 80%.a b=+Đáp án B.Ví 7:ụ Crackinh C4 H10 (A) thu ph hiđrocacbon có kh ngượ ượmol trung bình là 32,65 gam/mol. Hi su ph ng crackinh là :ệ ứA. 77,64%. B. 38,82%. C. 17,76%. D. 16,325%.H ng gi iướ Ch mol ankan là mol.ọ Áp ng nh lu toàn kh ng ta có :ụ ượmA mB nA MA nBBM ABBAn M58n 1, 7764 moln 32, 65M= mol Cố4 H10 ph ng mol khí tăng lên 1,7764 0,7764 mol.ả hi su ph ng ứ0,7764.100 77,64%.1=Đáp án A.Ví 8:ụ Craking n-butan thu 35 mol Hượ ồ2 CH4 C2 H4 C2 H6 C3 H6 C4 H8 vàm ph butan ch crakinh. Gi ch có các ph ng ra các ph trên. Cho Aộ ẩqua bình brom th còn 20 mol khí. cháy hoàn toàn thì thu molướ ượCO2 .a. Hi su ph ng là :A. 57,14%. B. 75,00%. C. 42,86%. D. 25,00%.b. Giá tr là :A. 140. B. 70. C. 80. D. 40.43 8CHC Hn22,4 4(2)n 5,6 1Þ =H ng gi iướ ảa. Tính hi su ph ngệ Ph ng trình ph ng :ươ ¾¾® CH4 C3 H6 (1) C4 H10 ¾¾® C2 H6 C2 H4 (2) ¾¾® H2 C4 H8 (3) Theo các ph ng và gi thi ta :ả ặ4 10 10C pö (CH (C dö An mol mol 2a 35 (*)= Khi cho qua bình ng brom thì ch có Cỗ ỉ3 H6 C2 H4 C4 H8 ph ng và giả ữl trong bình ch brom. Khí thoát ra kh bình ch brom là Hạ ứ2 CH4 C2 H6 C4 H10 nên suyưra :a 20 (**) (*) và (**) ta có 15b 5ì=í=î hi su ph ng crackinh là ứ15.100 75%15 5=+ .Đáp án B.b. Tính giá tr :ị Theo nh lu toàn nguyên ta th thành ph nguyên trong gi ng nh thànhị ưph nguyên trong Cầ ố4 H10 đem ph ng. Suy ra, cháy cũng nh cháy ng Cả ượ4 H10ban thu ng COầ ượ ượ2 nh nhau.ưC4 H10o2O t+¾¾ ¾® 4CO2mol: 20 80Đáp án C.Ví 9:ụ Cho etan qua xúc tác nhi cao) thu etan, etilen,ở ượ ồaxetilen và H2 kh etan là 0,4. Hãy cho bi cho 0,4 mol nỉ ỗh qua dung ch Brợ ị2 thì mol Brư ố2 đã ph ng là bao nhiêu ?ả ứA. 0,24 mol. B. 0,16 mol. C. 0,40 mol. D. 0,32 mol.H ng gi iướ Ph ng trình ph ng ươ ứoot xt2 2t xt2 2C (1)C 2H (2)¾¾ ¾® +¾¾ ¾® Crackinh2 22 4C Br Br (3)C 2Br Br (4)+ ¾¾®+ ¾¾® Theo các ph ng trình ta th ươ ấ+ mol khí tăng sau ph ng ng mol Hố ố2 sinh ra.+ mol Brố2 ph ng (3) và (4) ng mol Hả ố2 sinh ra (1) và (2).ở Áp ng nh lu toàn kh ng ta có :ụ ượ metan mX netan .Metan nX XM Xe tanX tannM0, 4.n M= nớX 0,4 mol netan =0,16 mol 2Br pö sinh ra etann 0,24 mol.Þ =Đáp án A.III. Ph ng oxi hóa ankan ứPh ng pháp gi iươ Khi làm bài liên quan ph ng cháy ankan nh ng đi sau :ậ ề1. cháy ankan hay các ankan thì mol Hố ố2 thu luôn molượ ốCO2 mol ankan ph ng ng mol Hố ố2 mol COố2 trong ankan hay Cố ốtrung bình các ankan ợ22 2COH COnn n- mol Oố2 tham gia ph ng cháy =ả ố2 2CO O2.n n2+; kh ng ankan ph ng kh ng Oố ượ ượ2 ph ng kh ng COả ượ2 oạthành kh ng Hố ượ2 thành; kh ng ankan ph ng kh ng kh ngạ ượ ượ ượH 2CO O12.n 2.n .+ Các đi suy ra Khi cháy hiđrocacbon kì mà mol thu sề ướ ượ ốmol CO2 thì ch ng hiđrocacbon đó là ankan; cháy các lo iứ ạhiđrocacbon Cn H2n+2 và Cm H2m thì mol Cốn H2n+2 trong đó ng mol Hỗ ố2 molốCO2 (do mol và COố ướ2 sinh ra khi cháy Cốm H2m luôn ng nhau).ằ2. Khi bài liên quan các ankan thì nên ng ph ng pháp trung bình:ặ ươThay các ankan ng ankan ộn 2C H+ vào gi thi tính toán trungự ốbình (tính giá trịn căn vào tính ch giá tr trung bình suy ra qu tìm.ồ ầGi có hai ankan có cacbon ng ng là và (n