Bài tập phản ứng đề hidro hóa và cracking ankan

Cập nhật lúc: 15:56 07-12-2015 Mục tin: Hóa học lớp 11


Bài tập phản ứng đề hidro hóa và cracking ankan là một trong những dạng bài tập phổ biến của chương hidrocacbon no, dạng bài tập này có phương pháp giải gì hay? Cùng xem bài viết dưới đây để tìm ra phương pháp giải hay đó.

BÀI TẬP PHẢN ỨNG ĐỀ HIDRO HÓA VÀ CRACKING ANKAN

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

            Phản ứng crackinh: ANKAN  ANKAN KHÁC + ANKEN

                                                             (làm mất màu dd brom)

            Phản ứng đề hydro hóa: ANKAN ANKEN + H2

Ví dụ: C3H8   CH4 + C2H4 (CH2=CH2)

           C3H8   C3H6 (CH2=CH–CH3) + H2

         Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng còn có thể:
+   Tạo ra ankin: Ví dụ: 2CH4  CHCH + 3H2

         +   Tạo ra cabon và hydro: Ví dụ: CH4  C (rắn) + 2H2

2/ Dù phản ứng xảy ra theo hướng nào thì: Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp:

         mtrước phản ứng = msau phản ứng 

3/ Vì phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp nên 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.

4/ Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: nsau > ntrước  Psau > Ptrước  sau < trước

                                                                                                                  (vì mtrước = msau)

         Ví dụ:  C3H8   CH4 + C2H4  nsau = 2. ntrước

Nhận xét:

* Sau phản ứng thì thể tích, số mol chất khí tăng.

* Gọi n1 , m1 là số mol  và khối lượng ankan ban đầu; n2, m2 là số mol và khối lượng hỗn hợp khí sau phản ứng thì:

+  nanken= n2 - n1

+ nankan phản ứng=  n2   - n(với phản ứng crackinh chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken)

+ nH2 = n2  - n1 ( với phản ứng đề hidro hóa)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m1 =  m2    

- Hiệu suất phản ứng   (áp dụng cho trường hợp crackinh ankan chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken).

Lưu ý: Với trường hợp crakinh ankan thu được 1 anken và 1 ankan mới, sau đó ankan mới tiếp tục crackinh thì không áp dụng công thức nankan phản ứng=  n2   - n

* Lượng CO2 và H2O thoát ra khí đốt cháy A bằng lượng CO2 và H2O thoát ra khi đốt cháy B

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Khi crakinh hoàn toàn 1 thể tích ankan X thu được 3 thể tích hỗn hợp Y, các thể tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Biết , xác định CTPT của ankan?

A. C6H14                      B. C3H8                       C. C4H10                              D. C5H12

Ví dụ 2: Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8, C4H6 và H2. Tỉ khối của X so với Butan là 0,4. Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch Brom dư thì số mol Brom tối đa phản ứng là?

A. 0,48 mol                B. 0,24 mol                C. 0,36 mol                  D. 0,6 mol

Ví dụ 3: Crakinh 560 (l) C4H10 thu được 1036 (l) hỗn hợp gồm nhiều H-C khác nhau. Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tính Hiệu suất phản ứng crackinh?

A. 75%                           B. 80%                             C. 85%                                D. 90%

Ví dụ 4: Crakinh 22,4 (l) C4H10 ở đktc thu được hỗn hợp Y gồm các H-C. Đốt cháy hoàn toàn Y thu được x(g) CO2 và y(g) H2O. Tính giá trị x,y?

A. 176 và 180              B. 44 và 18                       C. 44 và 72                    D. 176 và 90                

Ví dụ 5: Craking n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho A  qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được x  mol CO2.

a. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là:

A. 57,14%.                  B. 75,00%.                  C. 42,86%.                  D. 25,00%.

b. Giá trị của x là:

            A. 140.                        B. 70.                          C. 80.                          D. 40.

Lời giải

a, Gọi a là số mol C4H10 phản ứng, b là số mol C4H10 dư.

Ta có:

C4H10 -> (H2, CH4, C2H6) + (C4H8, C3H6, C2H4)

Cracking a mol C4H10 được 2a mol (H2, CH4, C2H6, C4H8, C3H6, C2H4) trong đó có: a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4).

Vậy A gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4) và b mol C4H10 dư => 2a + b =35 (1)

Không tác dụng với dd Br2 gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và  b mol C4H6 dư => a + b = 20 (2)

Từ (1) và (2) => a = 15, b = 5.

=> H = 15/20*100% = 75%

b, Dùng bảo toàn C suy ra mol CO2 = 4(a + b) => mol CO2 = 80 mol. Đáp án C.

Ví dụ 6: 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.

Lời giải

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. => Đáp án D.

Ví dụ 7: 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.

Lời giải

Dễ thấy: a = 0.18, b = 0.02 (a là số mol C3H8 phản ứng, b là số mol C3H8 dư).

số mol A = 2a + b = 0.38

Mtb = 8.8/0.38 = 23.16 => Đáp án B.

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1:Crackinh C4H10 thu được hỗn hợp khí X gồm 5 hidrocacbon có dX/He = 9,0625.Hiệu suất phản ứng crackinh?

     A. 20%.                            B. 40%.                            C. 60%.                              D. 80%.

Câu 2: Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H6, C3H8 có dX/He = 10. Hiệu suất phản ứng là

     A. 10%.                            B. 20%.                            C. 30%.                               D. 40%.

Câu 3: Crackinh 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.

Câu 4: Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H8 có dX/He = k. Biết hiệu suất phản ứng crackinh là 90%. Vậy giá trị của k là

     A. 9,900.                          B. 5,790.                          C. 0,579.                             D. 0,990.

Câu 5: Crackinh 40 lít butan thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là

     A. 40%.                            B. 20%.                            C. 80%.                              D. 20%.

Câu 6: Crackinh 560 lít C4H10 thu được 1036 lít hỗn hợp X gồm 5 hidrocacbon. Biết các thể tích cùng đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Vậy hiệu suất phản ứng crackinh là

     A. 75%.                            B. 80%.                            C. 85%.                               D. 90%.

Câu 7: Crackinh hỗn hợp A gồm propan và butan (trong đó có số mol bằng nhau, phần trăm mỗi phản ứng bằng nhau và có hiệu suất crackinh là 70%) thì thu được hỗn hợp X gồm H2 và các ankan, anken. Vậy khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X (tính theo đơn vị gam/mol) là

     A. 30.                               B. 40.                                C. 50.                                  D. 20.

Câu 8: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan có tỉ khối so với hidro bằng 20,25 được nung nóng trong bình chứa chất xúc tác để thực hiện phản ứng đehidro hóa, thu được hỗn hợp khí B gồm H2, các ankan và anken có tỉ khối so với hidro bằng 16,2. Tính hiệu suất phản ứng đehidro hóa biết phần trăm phản ứng của etan và propan là bằng nhau

     A. 40%.                            B. 35%.                            C. 30%.                              D. 25%.

Câu 9: Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2 có dX/He = 2,5. Hiệu suất phản ứng?

     A. 50%.                            B. 60%.                            C. 70%.                              D. 80%.

Câu 10: Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2. Giá trị dX/He có thể phù hợp là

     A. 1.                                 B. 2.                                  C. 3.                                    D. 4.

Câu 11: Crackinh hoàn toàn 11,2 lít (đktc) một ankan A thu được 22,4 lít (đktc) hỗn hợp khí B có tỉ khối đối với không khí bằng 1. Tên gọi của A là:           

     A. 2-metylbutan.            B. butan.                          C. neopentan.                    D. pentan.

Câu 12: Khi crackinh hoàn toàn 1 mol ankan X thu được 3 mol hỗn hợp Y; tỉ khối của Y so với H2 bằng 12. Công thức phân tử của X là

     A. C6H14.                                  B. C3H8.                                    C. C4H10.                                     D. C5H12.

Câu 13: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan 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 10,75. Công thức phân tử của X là

     A. C6H14.                         B. C3H8.                           C. C4H10.                            D. C5H12.

Câu 14: Crakinh hoàn toàn ankan A thu được hỗn hợp X gồm H2 và các anken, ankan có dX/He = 7,25. Vậy A là

     A. C5H12.                         B. C6H14.                          C. C3H8.                             D. C4H10.                   

Câu 15: Khi crackinh hoàn toàn ankan X thu được hỗn hợp Y gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng 14,5. Công thức phân tử của X là

     A. C6H14.                         B. C3H8.                           C. C4H10.                            D. C5H12

Câu 16: 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 Y đối với H2 là 8,2. Vậy công thức phân tử và số mol của A, B lần lượt là:

     A. C3H8 (0,2 mol); C4H10 (0,3 mol).                      B. C2H6 (0,3 mol); C3H8 (0,2 mol).

     C. C2H6 (0,1 mol); C3H8 (0,4 mol).                       D. C2H6 (0,4 mol); C3H8 (0,1 mol).       

ĐÁP ÁN

1. A

2. B

3. B

4. B

5. A

6. C

7. A

8. D

9. B

10. C

11. B

12. D

13. A

14. D

15. C

16. D

 

 

 

 

Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:

>>Học trực tuyến lớp 11, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn. Các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu

Cập nhật thông tin mới nhất của kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia 2016