I. Phương pháp giải

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

Phản ứng crackinh: ANKAN ^to→ ANKAN KHÁC + ANKEN (làm mất màu dd brom)

Phản ứng đề hydro hóa: ANKAN ^to→ ANKEN + H₂

Ví dụ:

C₃H₈ ^to→ CH₄ + C₂H₄ (CH₂=CH₂)

C₃H₈ ^to→ C₃H₆ (CH₂=CH–CH3) + H₂

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

+ Tạo ra ankin: Ví dụ: 2CH₄ → CH≡CH + 3H₂ (1500^oC)

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

2/ 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.

3/ Phản ứng luôn làm tăng số mol khí: n_sau > n_trước P_sau > P_đầu

Ví dụ: C₃H₈ ^to→ CH₄ + C₂H₄ => n_sau = 2. n_đầu

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

II. Ví dụ

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.

Trả lời

Phương trình phản ứng:

C₄H₁₀ ^to→ CH₄ + C₃H₆

C₄H₁₀ ^to→ C₂H₆ + C₂H₄

C₄H₁₀ ^to→ 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

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

Bài 2: Crackinh 0,1 mol pentan được hỗn hợp X có tỷ khối so với hidro là 24. Đốt cháy hoàn toàn X, sản phẩm được dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư.

a. Khối lượng dung dịch cuối cùng thu được tăng hay giảm bao nhiêu gam?

b. Tính hiệu suất cracking pentan.

Trả lời

a. Vì hàm lượng C, H trước và sau phản ứng không thay đổi nên đốt cháy X chính là đốt cháy pentan.

Phương trình phản ứng:

C₅H₁₂ + 11/2O₂ → 5CO₂ + 6H₂O

Khối lượng kết tủa thu được: m_CaCO3 = 100.0,5 = 50 gam

Tổng khối lượng nước và CO₂ thu được là: m_H2O + m_CO2 = 0,5.44 + 0,6.18 = 32,8 gam

Vậy dung dịch sau phản ứng giảm : m = m_CaCO3 - m_H2O + m_CO2 = 50 – 32,8 = 17,2 gam

b.Ta có :M_s = M _̅X = 24.2 = 48; M_đ = M_pentan = 12.5 + 12 = 72

Hiệu suất phản ứng:

H = (n_s - n_đ)/n_đ .100% = (M_s - M_đ)/M_đ .100% = (72-48)/48.100% = 50%