Cách giải Bài tập Etilen, Axetilen cộng H2, Br2 hay, chi tiết

Lý thuyết và Phương pháp giải

I. Cơ sở lý thuyết:

- Liên kết π là liên kết kém bền vững, nên chúng dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác.

- Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd ở nhiệt độ thích hợp, hidrocacbon không no cộng hidro hoặc brom vào liên kết pi.

- PTHH của phản ứng tổng quát:

    C_nH_2n+2-2k + kH₂ → C_nH_2n+2    (1)

    (k là số liên kết trong phân tử)

    C_nH_2n+2-2k + kBr₂ → C_nH_2n+2-2kBr_2k    (2)

II. Phương pháp giải:

-Xác định PTHH tổng quát.

-Dựa vào PTHH tổng quát tính số mol H₂ hoặc Br₂ phản ứng.

(Có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập hệ phương trình giải toán)

Chú ý:

- Độ giảm số mol của hỗn hợp luôn luôn bằng số mol H₂ hoặc Br₂ tham gia phản ứng.

- Tổng số mol hidrocacbon sản phẩm và số mol hidrocacbon nguyên liệu (dư) luôn luôn bằng số mol hidrocacbon nguyên liệu ban đầu.

Bài tập vận dụng

Bài 1: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm 2 hidrocacbon vào bình đựng dung dịch brom (dư). Sau khi pư xảy ra hoàn toàn , có 4 gam brom đã pư và còn lại 1,12lít khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO₂ .CTPT của 2 hidrocacbon là (biết các khí đều đo ở điều kiện tiêu chuẩn)

A. CH₄ và C₂H₄        B. CH₄ và C₃H₄         

C. CH₄ và C₃H₆        D. C₂H₆ và C₃H₆

Hướng dẫn:

n_X = 1,68/22,4 = 0,075 mol; n_Br2 = 0,025 mol

n _{Khí còn lại} = 1,12/22,4 = 0,05 mol → n_{khí pư với Br2} = n_X - n _{khí còn lại} = 0,075 - 0,05 = 0,025 mol

→ n_{khí pư với Br2} = n_Br2 = 0,025 mol

→ Khí phản ứng với Br₂ là anken → n_anken = 0,025 mol

Khí còn lại là ankan, n_ankan = 0,05 mol

n_CO2 = 2,8/22,4 = 0,125 mol

→ Đốt cháy hoàn toàn 0,075mol X thì sinh ra 0,125 mol khí CO₂

→ Số C trung bình của X là: 0,125/0,075 = 1,67

→ Trong X phải chứa CH₄ → n_CH4 = 0,05 mol

Bảo toàn nguyên tố C: 0,05.1 + 0,025.n = 0,125 (n là số nguyên tử C trong anken)

→ n = 3 → anken đó là C₃H₆

→ Đáp án C

Bài 2: Cho hiđrocacbon X phản ứng với brom (trong dung dịch) theo tỉ lệ mol 1:1, thu được chất hữu cơ Y (chứa 74,08% Br về khối lượng). Khi X phản ứng với HBr thì thu được 2 sản phẩm hữu cơ khác nhau . Tên gọi của X là

A. But-1-en        B. But-2-en     

C. Propilen        D. xiclopropan

Hướng dẫn:

X phản ứng với Br₂ theo tỉ lệ 1:1 nên CTTQ của X là C_nH_2n

        C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

→ Chất hữu cơ Y là C_nH_2nBr₂

Khi X phản ứng với HBr cho 2 sản phẩm hữu cơ khác nhau →  X là but-1-en

Bài 3: Cho H₂ và 1 anken có thể tích bằng nhau qua niken nung nóng ta thu được hỗn hợp A . Biết tỉ khối hơi của A với H₂ là 23,2. Hiệu suất phản ứng hiđro hóa là 75%. Công thức phân tử của anken là 

A. C₂H₄        B. C₃H₆        C. C₄H₈        D. C₅H₁₀

Hướng dẫn:

Trong cùng 1 điều kiện thì tỉ lệ thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol

Theo giả thiết ta chọn: n_H2 = n_CnH2n = 1 mol

        C_nH₂n + H₂ → C_nH₂n+2

Theo phương trình , số mol khí giảm chính là số mol của H₂

H% = 75% → n_H2(pư) = 0,75 mol

→ Số mol khí sau phản ứng là: n _{khí sau pư} = n_{H2(sau pư)} + n_{CnH2n(sau pư)} + n_CnH2n+2 = 1 + 1 - 0,75 = 1,25 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m_A = m_H2 + m_CnH2n = 2+14n

→ M_A = m_A/n_A → 23.2,2 = m_A/1,25 → m_A = 58 → 2 + 14n = 58 → n = 4 → anken là C₄H₈

→ Đáp án C