Bài Tập Phản ứng đề Hidro Hóa Và Cracking Ankan - Hóa 11 - 123doc

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 - n1 * Lượng CO2 và H2O thoát ra

BÀI TẬP PHẢN ỨNG ĐỀ HIDRO HĨA VÀ CRACKING ANKAN

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

Phản ứng crackinh: ANKAN t , xt o

  ANKAN KHÁC + ANKEN (làm mất màu dd brom)

Phản ứng đề hydro hĩa: ANKAN t , xt o

 ANKEN + H2

Ví dụ: C3H8 t , xt o

  CH4 + C2H4 (CH2=CH2)

C3H8 t , xt o

  C3H6 (CH2=CH–CH3) + H2 Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng cịn cĩ thể:

+ Tạo ra ankin: Ví dụ: 2CH4

o

1500 C là m lạnh nhanh

  CHCH + 3H2 + Tạo ra cabon và hydro: Ví dụ: CH4 t , xt o

  C (rắn) + 2H2 2/ Dù phản ứng xảy ra theo hướng nào thì: Phản ứng khơng làm thay đổi khối lượng hỗn

hợp:

mtrước phản ứng = msau phản ứng

sau trướ c trướ c sau

n M = n M

3/ Vì phản ứng khơng 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 luơn làm tăng số mol khí: nsau > ntrước  Psau > Ptrước  Msau < Mtrước

(vì mtrước = msau)

Ví dụ: C3H8 t , xt o  CH4 + C2H4  nsau = 2 ntrước

Nhận xét:



















2 2

2 2 2

2

:

H

H C

H C B H

C

m m crackinh

n

n

* 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 - n1 (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  n × M = n × M1 1 2 2 

_

_ 2 1

=

2

n n M (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 - n1

* 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

2

Y/H

d 12, xác định CTPT của ankan?

A C6H14 B C3H8 C C4H10 D C 5 H 12

Lời giải

X

Vậy CTPT của X là: C5H12

Ví dụ 2: Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C 4 H 10, C 4 H 8 ,

C 4 H 6 và H 2 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

Lời giải

MX = 0,4 x 58= 23,2

Mbutan= 58

Ta có: butan X

X butan

= = = 0,4

n M 58  nButan= 0,4 × 0,6 = 0,24 mol

n = n = 0,6 - 0,24 = 0,36 mol



Ví dụ 3: Crakinh 560 (l) C 4 H 10 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%

Lời giải

Áp dụng công thức tính nhanh

2 1 2

1036

1 1 0,85 85%

560

n n n

H

n n



Ví dụ 4: Crakinh 22,4 (l) C 4 H 10 ở đktc thu được hỗn hợp Y gồm các H-C Đốt cháy hoàn

toàn Y thu được x(g) CO 2 và y(g) H 2 O Tính giá trị x,y?

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

Lời giải

Đốt cháy hỗn hợp Y chính là đốt cháy C4H10

0

t

2 C H +13 O  8 CO +10 H O

4 10

C H

n =1 mol

2

mCO x 1 4 44 176 g

     

2

mH O y 1 5 18 90 g

     

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 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?

Câu 2: Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H6, C3H8 có dX/He =

10 Hiệu suất phản ứng là

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

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

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

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

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

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

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?

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

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

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