Phương Pháp Giải Bài Tập Về Ankan - Thư Viện Đề Thi

Có thể bạn quan tâm

Trang Chủ
Đăng ký
Đăng nhập
Upload
Liên hệ

Trang Chủ › Hóa Học›Hóa Học 11 Phương pháp giải bài tập về Ankan doc

21 trang

tuanhung

54340

2 Download Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Phương pháp giải bài tập về Ankan", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN I. Phản ứng thế Cl2, Br2 (phản ứng clo hóa, brom hóa) Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến phản ứng thế clo, brom là tìm công thức cấu tạo của ankan. Phương pháp giải Tính khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon của ankan hoặc mối liên hệ giữa số nguyên tử cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Từ đó xác định được số nguyên tử cacbon, clo, brom để suy ra công thức phân tử của ankan và sản phẩm thế. Dựa vào số lượng sản phẩm thế để suy ra cấu tạo của ankan và các sản phẩm thế. PS : Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen, thì ta viết phản ứng ở dạng tổng quát : hoặc ► Các ví dụ minh họa ◄ Ví dụ 1: Ankan Y phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H2 bằng 39,25. Tên của Y là : A. butan. B. propan. C. iso-butan. D. 2-metylbutan. Phân tích và hướng dẫn giải + Vì khối lượng mol của dẫn xuất monoclo tạo ra từ Y đã biết, nên dễ dàng tìm được số nguyên tử C của Y và tên gọi của nó. Ví dụ 2: Khi brom hóa một ankan X chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi đối với hiđro là 75,5. Tên của ankan đó là: A. 2,2,3,3-tetrametylbutan. B. 3,3-đimetylhecxan. C. 2,2-đimetylpropan. D. isopentan. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Hà Giang, năm 2015) Hướng dẫn giải + Dựa vào số lượng sản phẩm dẫn xuất monobrom và khối lượng mol của nó, dễ dàng tìm được số nguyên tử C và công thức cấu tạo cũng như tên gọi của X. Ví dụ 3: Khi cho ankan X (trong phân tử có phần trăm khối lượng hiđro bằng 16,28%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1 : 1 (trong điều kiện chiếu sáng), chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của X là A. butan. B. 2,3-đimetylbutan. C. 3-metylpentan. D. 2-metylpropan. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Thị Xã Quảng Trị, năm 2015) Hướng dẫn giải + Dựa vào phần trăm khối lượng của hiđro trong X, sẽ tìm được công thức phân tử của nó. Kết hợp với giả thiết về số lượng sản phẩm monoclo tạo thành từ X sẽ suy ra được công thức cấu tạo và tên của X. Ví dụ 4: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế X chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là : A. CH3Cl. B. CH2Cl2. C. CHCl3. D. CCl4. Phân tích và hướng dẫn giải + Trong phản ứng thế clo vào metan, mỗi nguyên tử H được thay thế bởi một nguyên tử Cl. Do đó, có thể xây dựng công thức sản phẩm thế X ở dạng tổng quát. Mặt khác, phần trăm khối lượng Cl trong X đã biết nên dễ dàng tìm được số nguyên tử H bị thay thế và công thức của X. Ví dụ 5: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan X với hơi brom có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp Y chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của Y so với không khí bằng 4. Tên của X là : A. 2,2-đimetylpropan. B. 2-metylbutan. C. pentan. D. etan. Phân tích và hướng dẫn giải + Ankan X tác dụng với hơi brom tạo ra hỗn hợp Y gồm hai chất sản phẩm. Suy ra trong Y chỉ có một dẫn xuất brom duy nhất, chất còn lại là HBr. + Dựa vào phản ứng và tỉ khối của Y so với không khí sẽ thiết lập được phương trình toán học với hai ẩn số là số nguyên tử C và số nguyên tử Br trong dẫn xuất. Biện luận để tìm n và x, từ đó suy ra tên gọi của X. Ví dụ 6: Cho 8,0 gam một ankan X phản ứng hết với clo chiếu sáng, thu được 2 chất hữu cơ Y và Z Sản phẩm của phản ứng cho đi qua dung dịch AgNO3 dư, thu được 86,1 gam kết tủa. Tỉ lệ mol Y : Z là : A. 1 : 4. B. 4 : 1. C. 2 : 3. D. 3 : 2. Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào tỉ khối hơi so với hiđro của hai sản phẩm thế Y, Z, dễ dàng tìm được công thức của Y, Z và X. Biết được số mol của X, số mol AgCl kết tủa sẽ tìm được tỉ lệ mol của Y, Z. + Phương trình phản ứng : Theo các phản ứng và giả thiết, ta có : Ví dụ 7: Cho ankan X tác dụng với clo (as), thu được 26,5 gam hỗn hợp các dẫn xuất clo (monoclo và điclo). Khí HCl bay ra được hấp thụ hoàn toàn bằng nước, sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH, thấy tốn hết 500 ml dung dịch NaOH 1M. Xác định công thức của X? A. C2H6 . B. C4H10. C. C3H8 . D. CH4. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm 2012) Phân tích và hướng dẫn giải + Để tìm X ta cần tìm số nguyên tử C của nó. + Với cách tư duy thông thường : Đặt công thức của hai dẫn xuất monoclo và điclo lần lượt là CnH2n+1Cl (x mol) và CnH2nCl2 (y mol). Sau đó thiết lập được hai phương trình toán học liên quan đến khối lượng của hai dẫn xuất và số mol NaOH phản ứng. + Một hệ toán học gồm 2 phương trình và ba ẩn số (x, y, n) thì không thể tìm được kết quả. + Như vậy việc cố gắng tìm chính xác giá trị n là không thể, nên ta tư duy theo hướng tìm khoảng giới hạn của n. II. Phản ứng tách (phản ứng crackinh, tách hiđro) Phương pháp giải Khi làm các bài tập liên quan đến phản ứng crackinh, phản ứng tách hiđro thì cần chú ý những điều sau : + Trong phản ứng khối lượng được bảo toàn, từ đó suy ra : + Khi crackinh ankan C3H8, C4H10 (có thể kèm theo phản ứng tách hiđro tạo ra anken) thì : Số mol hỗn hợp sản phẩm luôn gấp 2 lần số mol ankan phản ứng. Vì vậy ta suy ra, nếu có x mol ankan tham gia phản ứng thì sau phản ứng số mol khí tăng lên x mol. + Đối với các ankan có từ 5C trở lên do các ankan sinh ra lại có thể tiếp tục tham gia phản ứng crackinh nên số mol hỗn hợp sản phẩm luôn 2 lần số mol ankan phản ứng. + Đối với phản ứng crackinh ankan, dù phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn, ta luôn có : + Đối với phản ứng tách hiđro từ ankan thì : Số mol H2 tạo thành = Số mol khí tăng lên sau phản ứng = Số mol hỗn hợp sau phản ứng – số mol ankan ban đầu. ► Các ví dụ minh họa ◄ 1. Tính lượng chất trong phản ứng Ví dụ 1: Tiến hành crackinh 10 lít khí butan, sau phản ứng thu được 18 lít hỗn hợp khí X gồm etan, metan, eten, propilen, butan (các khí đo cùng điều kiện). Hiệu suất của quá trình crackinh là A. 60%. B. 70%. C. 80%. D. 90%. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Hương Khê – Hà Tĩnh, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải + Phản ứng crackinh butan : + Từ phản ứng ta thấy : + Khi crackinh propan ta có kết quả tương tự. + Áp dụng vào ví dụ này ta có : Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả (*) để giải quyết các ví dụ : 2 – 8. Ví dụ 2: Thực hiện crackinh V lít khí butan, thu được 1,75V lít hỗn hợp khí gồm 5 hiđrocacbon. Hiệu suất phản ứng crackinh butan là (biết các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất): A. 80%. B. 25%. C. 75%. D. 50%. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương, năm 2014) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 3: Một bình kín chứa 3,584 lít một ankan (ở 0oC và 1,25atm). Đun nóng để xảy ra phản ứng cracking, rồi đưa nhiệt độ bình về 136,5oC thì áp suất đo được là 3atm. Hiệu suất của phản ứng cracking là : A. 60%. B. 20%. C. 40%. D. 80%. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Hà Nội Amsterdam, năm 2014) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 4: Crackinh C4H10 (A) thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 32,65 gam/mol. Hiệu suất phản ứng crackinh là : A. 77,64%. B. 38,82%. C. 17,76%. D. 16,325%. (Đề thi thử THPT Quốc Gia – THPT Thuận Thành 1 – Bắc Ninh lần 2, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 5: Cracking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị crackinh. 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. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 6: Crackinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh. 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. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 7: Crackinh hoàn toàn 6,6 gam propan, thu được hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon. Dẫn toàn bộ X qua bình đựng 400 ml dung dịch brom a mol/l, thấy khí thoát ra khỏi bình có tỉ khối so metan là 1,1875. Giá trị a là : A. 0,5M. B. 0,25M. C. 0,175M. D. 0,1M. Phân tích và hướng dẫn giải + Bản chất của phản ứng : + Như vậy để tính a ta cần tính số mol C2H4 tham gia phản ứng. + Biết số mol C3H8 ban đầu và hiệu suất phản ứng là 100% nên dễ dàng tìm được số mol C2H4 và số mol CH4 sinh ra ở (1). + Hỗn hợp khí thoát ra khỏi bình Br2 có CH4 và C2H4 dư. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp này đã biết nên sẽ tính được mol C2H4 dư. Từ đó sẽ tính được số mol C2H4 phản ứng với Br2 và tính được ạ. Ví dụ 8: Crackinh 4,4 gam propan được hỗn hợp X (gồm 3 hiđrocacbon). Dẫn X qua nước brom dư thấy khí thoát ra (Y) có tỉ khối so với H2 là 10,8. Hiệu suất crackinh là : A. 90%. B. 80%. C. 75%. D. 60%. Phân tích và hướng dẫn giải + Hỗn hợp X gồm C3H8 dư, CH4 và C2H4; hỗn hợp Y gồm C3H8 dư và CH4. + Dễ thấy , từ đó suy ra . Mặt khác, lại biết khối lượng mol trung bình của Y nên sẽ tìm được số mol các chất trong Y và suy ra hiệu suất của phản ứng. Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả để giải quyết ví dụ 9. Ví dụ 9*: Khi crackinh nhiệt đối với 1 mol octan, thu được hỗn hợp X gồm CH4 15%; C2H4 50%; C3H6 25% còn lại là C2H6, C3H8, C4H10 (theo thể tích). Thể tích dung dịch Br2 1M cần phản ứng vừa hỗn hợp X là A. 4 mol. B. 1 mol. C. 2 mol. D. 3 mol. (Đề thi thử THPT Quốc Gia – THPT Chuyên Biên Hòa – Hà Nam lần 3, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 10*: Crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được 5 thể tích hỗn hợp Y. Lấy 5,6 lít Y (đktc) làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa a mol Br2. Giá trị của a là: A. 0,2. B. 0,15. C. 0,25. D. 0,1. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên KHTN Huế, năm 2013) Phân tích và hướng dẫn giải + Bản chất phản ứng : + Suy ra : + Áp dụng vào ví dụ này ta có : Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả cho ví dụ 11. Ví dụ 11*: Cho etan qua xúc tác (ở nhiệt độ cao) thu được một hỗn hợp X gồm etan, etilen, axetilen và H2. Tỉ khối của hỗn hợp X đối với etan là 0,4. Hãy cho biết nếu cho 0,4 mol hỗn hợp X qua dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 đã phản ứng là bao nhiêu ? A. 0,24 mol. B. 0,16 mol. C. 0,40 mol. D. 0,32 mol. Phân tích và hướng dẫn giải Tiếp theo ta sẽ nghiên cứu một số bài tập về phản ứng crackinh hay và khó ! Ví dụ 12*: Cho một ankan X có công thức C7H16, crackinh hoàn toàn X thu được hỗn hợp khí Y chỉ gồm ankan và anken. Tỉ khối hơi của Y so với H2 có giá trị trong khoảng nào sau đây? A. 12,5 đến 25,0. B. 10,0 đến 12,5. C. 10,0 đến 25,0. D. 25,0 đến 50,0. (Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Thái Bình, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi : Ví dụ 13*: Tiến hành nhiệt phân hỗn hợp gồm pentan và octan (có tỉ lệ mol là 1 : 1) thu được hỗn hợp Y (Giả sử chỉ xảy ra phản ứng crackinh ankan với hiệu suất 100%). Khối lượng mol của hỗn hợp Y (MY) là: A. B. C. D. Phân tích và hướng dẫn giải PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi : Ví dụ 14*: Thực hiện phản ứng crackinh m gam isobutan, thu được hỗn hợp X chỉ có các hiđrocacbon. Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và có 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) thoát ra. Tỉ khối hơi của Y so với H2 là . Giá trị của m là A. 8,12. B. 10,44. C. 8,70. D. 9,28. (Đề thi thử chọn HSG tỉnh Thái Bình, năm 2013) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 15*: Thực hiện phản ứng crackinh m gam n-butan, thu được hỗn hợp X chỉ có các hiđrocacbon. Dẫn hỗn hợp X qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và có 4,704 lít hỗn hợp khí Y (đktc) thoát ra. Tỉ khối hơi của Y so với H2 là . Giá trị của m là A. 8,12. B. 10,44. C. 8,620. D. 9,28. Phân tích và hướng dẫn giải 2. Tìm công thức của ankan + Để tìm công thức của ankan ta có các hướng tư duy sau : Tìm chính xác số nguyên tử C hoặc tìm khoảng giới hạn số nguyên tử C của nó. Dưới đây là các ví dụ minh họa. Ví dụ 16: Crackinh 1 ankan A thu được hỗn hợp sản phẩm B gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 36,25 gam/mol, hiệu suất phản ứng là 60%. Công thức phân tử của A là (biết rằng số mol khí sinh ra khi crackinh ankan gấp đôi số mol của nó): A. C4H10. B. C5H12. C. C3H8. D. C2H6. Phân tích và hướng dẫn giải + Nếu biết khối lượng mol của A ta sẽ tìm được công thức của nó. + Dựa vào tính chất và hiệu suất của phản ứng, ta tìm được mối liên hệ giữa số mol khí trước và sau phản ứng. + Mặt khác, khối lượng mol của B đã biết nên dựa vào sự bảo toàn khối lượng ta tìm được khối lượng mol của A. Ví dụ 17: Hỗn hợp X gồm ankan A và H2, có tỉ khối hơi của X so với H2 là 29. Nung nóng X để crackinh hoàn toàn A, thu được hỗn hợp Y có tỉ khối hơi so với H2 là 145/9. Xác định công thức phân tử của A (biết rằng số mol khí sinh ra khi crackinh ankan gấp đôi số mol của nó). A. C3H8. B. C6H14. C. C4H10. D. C5H12. (Đề thi thử Đại học lần 3 – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm 2014) Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào khối lượng mol của X, Y và sự bảo toàn khối lượng, ta tìm được tỉ lệ mol của chúng. Suy ra số mol khí tăng, từ đó tìm được số mol A, H2 trong hỗn hợp ban đầu. Đến đây thì việc tìm khối lượng mol của ankan là hết sức đơn giản. Ví dụ 18*: Khi đun nóng một ankan A để tách một phân tử hiđro, thu được hỗn hợp X có tỉ khối so với hiđro bằng 12,57. Công thức phân tử của ankan A là: A. Chỉ C2H6. B. Chỉ C4H10. C. C2H6 hoặc C3H8. D. C3H8 hoặc C4H10. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Quốc Học Huế, năm 2013) Phân tích và hướng dẫn giải + Giả thiết không cho biết phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không. Vì thế hỗn hợp X chắc chắn có H2 và anken, ngoài ra có thể còn ankan dư. + Nếu chọn số mol của ankan ban đầu là 1 mol và và số mol của ankan phản ứng là x mol, ta sẽ có số mol của các chất trong hỗn hợp X (tất nhiên là theo ẩn x). + Dựa vào khối lượng mol trung bình của X, ta có phương trình 2 ẩn số (số nguyên tử C và số mol của A). Do đó, không thể tìm được chính xác số nguyên tử C của A. Nhưng ta có thể đi theo hướng khác, đó là tìm khoảng giới hạn số nguyên tử C của A. III. Phản ứng oxi hóa ankan Phương pháp giải Khi làm bài tập liên quan đến phản ứng đốt cháy ankan cần lưu ý những điều sau : 1. Đốt cháy một ankan hay hỗn hợp các ankan thì 2. Khi gặp bài tập liên quan đến hỗn hợp các ankan thì nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp các ankan bằng một ankan dựa vào giả thiết để tính toán số C trung bình (tính giá trị) rồi căn cứ vào tính chất của giá trị trung bình để suy ra kết quả cần tìm. Giả sử có hỗn hợp hai ankan có số cacbon tương ứng là n và m (n < m), số cacbon trung bình là thì ta luôn có n<<m. ► Các ví dụ minh họa ◄ 1. Tính lượng chất trong phản ứng Ví dụ 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO2 (đktc) và a gam H2O. Giá trị của a là : A. 6,3. B. 13,5. C. 18,0. D. 19,8. Phân tích và hướng dẫn giải ● Cách 1 : Tính theo phương trình phản ứng ● Nhận xét : Sau khi viết phương trình và thiết lập biểu thức toán học đối với số mol ankan, CO2, H2O, một lần nữa ta có kết quả ● Cách 2 : Sử dụng kết quả để tính toán Ở các ví dụ 2, 3 ta sẽ sử dụng công thức (đã xây dựng ở câu 4e – Phần A) để tính toán. Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp A (đktc) gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H4 và C3H6, thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) và 12,6 gam H2O. Tổng thể tích của C2H4 và C3H6 (đktc) trong hỗn hợp A là : A. 5,60. B. 3,36. C. 4,48. D. 2,24. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H2, C3H4, C4H6 thu được a mol CO2 và 18a gam H2O. Tổng phần trăm về thể tích của các ankan trong A là : A. 30%. B. 40%. C. 50%. D. 60%. Phân tích và hướng dẫn giải Tiếp theo là một số ví dụ về việc áp dụng bảo toàn nguyên tố. Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là : A. 70,0 lít. B. 78,4 lít. C. 84,0 lít. D. 56,0 lít. Phân tích và hướng dẫn giải + Nhận thấy : O2 tham gia phản ứng cháy đã chuyển hết vào CO2 và H2O. Mặt khác, số mol CO2, H2O đều đã biết nên dùng bảo toàn O là tính được mol O2. Từ đó suy ra mol và thể tích không khí cần dùng trong phản ứng. Ví dụ 5: Cho 224,00 lít metan (đktc) qua hồ quang được V lít hỗn hợp A (đktc) chứa 12% C2H2; 10% CH4; 78% H2 (về thể tích). Giả sử chỉ xảy ra 2 phản ứng : 2CH4 ® C2H2 + 3H2 (1) CH4 ® C + 2H2 (2) Giá trị của V là : A. 407,27. B. 448,00. C. 520,18. D. 472,64. Phân tích và hướng dẫn giải + Nhận thấy : H trong metan chuyển hết vào các chất trong A. Mặt khác, mối liên hệ về thể tích của các chất trong A đã biết, vì thế ta nghĩ đến việc áp dụng bảo toàn nguyên tố H để giải quyết bài toán này. Ví dụ 6: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích 11 : 15. a. Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp là : A. 18,52%; 81,48%. B. 45%; 55%. C. 28,13%; 71,87%. D. 25%; 75%. b. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là : A. 18,52%; 81,48%. B. 45%; 55%. C. 28,13%; 71,87%. D. 25%; 75%. Phân tích và hướng dẫn giải + Tuy không biết số mol của CO2 và H2O, nhưng dựa vào tỉ lệ mol của chúng ta sẽ chọn được một trường hợp cụ thể. Từ đó sử dụng mối liên hệ giữa số mol CO2, H2O, ankan và bảo toàn nguyên tố C để giải quyết bài toán. Ví dụ 7: đơn giản ta xem xăng là hỗn hợp các đồng phân của hexan và không khí gồm 80% N2 và 20% O2 (theo thể tích). Tỉ lệ thể tích xăng (hơi) và không khí cần lấy là bao nhiêu để xăng được cháy hoàn toàn trong các động cơ đốt trong ? A. 1 : 9,5. B. 1 : 47,5. C. 1 : 48. D. 1 : 50. Phân tích và hướng dẫn giải + Phản ứng đốt cháy ankan là phản ứng oxi hóa – khử, nên ta có thể dùng bảo toàn electron để tìm mối liên hệ giữa số mol của ankan với số mol của O2. + Coi số oxi hóa của C và H trong ankan bằng 0. Sơ đồ phản ứng : + Áp dụng cho ví dụ này, ta có : Ví dụ 8: Hỗn hợp A (gồm O2 và O3) có tỉ khối so với H2 bằng . Hỗn hợp B (gồm etan và propan) có tỉ khối so với H2 bằng 18,5. Để đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol B cần phải dùng V lít A (ở đktc). Giá trị của V là A. 13,44. B. 11,2. C. 15,68. D. 31,36. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Nguyễn Chí Thanh – Đăk Nông, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải + Bản chất của phản ứng là O2, O3 oxi hóa hoàn toàn C2H6, C3H8, tạo ra CO2 và H2O. + Để thuận lợi cho việc tính toán, ta quy đổi hỗn hợp O2, O3 thành nguyên tử O. Dùng bảo toàn electron để tính mol O tham gia phản ứng. Dựa vào bảo toàn khối lượng để tính khối lượng O2, O3, sau đó suy ra số mol và thể tích của chúng. Ví dụ 9: Trộn 2 thể tích bằng nhau của C3H8 và O2 rồi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp. Sau phản ứng làm lạnh hỗn hợp (để hơi nước ngưng tụ) rồi đưa về điều kiện ban đầu. Thể tích hỗn hợp sản phẩm khi ấy (V2) so với thể tích hỗn hợp ban đầu (V1) là : A. V2 = V1. B. V2 > V1. C. V2 = 0,5V1. D. V2 : V1 = 7 : 10. Phân tích và hướng dẫn giải Phương trình phản ứng : Sau phản ứng hơi nước bị ngưng tụ nên hỗn hợp khí còn lại gồm C3H8 và O2 dư. Ta có : Ví dụ 10: Đốt cháy 13,7 ml hỗn hợp A gồm metan, propan và cacbon (II) oxit, ta thu được 25,7 ml khí CO2 ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Thành phần % thể tích propan trong hỗn hợp A và khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp A so với nitơ là : A. 43,8%; bằng 1. B. 43,8%; nhỏ hơn 1. C. 43,8%; lớn hơn 1. D. 87,6%; nhỏ hơn 1. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 11: Một loại xăng có chứa 4 ankan với thành phần về số mol như sau: 10% heptan, 50% octan, 30% nonan và 10% đecan. Cho nhiệt đốt cháy của xăng là 5337,8 kJ/mol, năng lượng giải phóng ra 20% thải vào môi trường, các thể tích khí đo ở 27,3oC và 1atm, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nếu một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2 kg loại xăng nói trên thì thể tích khí cacbonic và nhiệt lượng thải ra môi trường lần lượt là bao nhiêu ? A. 3459 lít và 17852,16 kJ. B. 4359 lít và 18752,16 kJ. C. 3459 lít và 18752,16 kJ. D. 3495 lít và 17852,16 kJ. (Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Hồng Lĩnh – Hà Tĩnh, năm 2015) Phân tích và hướng dẫn giải 2. Tìm công thức của ankan a. Tìm công thức của một ankan Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam hiđrocacbon X. Sản phẩm thu được hấp thụ vào nước vôi trong dư thì tạo ra 4 gam kết tủa. Lọc kết tủa, cân lại bình thấy khối lượng bình nước vôi trong giảm 1,376 gam. X có công thức phân tử là : A. CH4. B. C5H12. C. C3H8 . D. C4H10. Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố C và sự giảm khối lượng của dung dịch nước vôi trong, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được công thức của X. Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X cần 7,84 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy gồm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2, thấy có 19,7 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 9,85 gam kết tủa nữa. CTPT của X là : A. C2H6. B. C2H6O. C. C2H6O2. D. C3H8. Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố C và sự giảm khối lượng của dung dịch Ba(OH)2, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được công thức của X. Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon A. Sản phẩm thu được hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 0,2M, thu được 3 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, cân lại phần dung dịch thấy khối lượng tăng lên so với ban đầu là 0,28 gam. Hiđrocacbon trên có CTPT là : A. C5H12. B. C2H6. C. C3H8 . D. C4H10. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 4: Đốt cháy 1 lít hơi hiđrocacbon với một thể tích không khí (lượng dư). Hỗn hợp khí thu được sau khi hơi H2O ngưng tụ có thể tích là 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư còn 16,5 lít, cho hỗn hợp khí đi qua ống đựng photpho dư thì còn lại 16 lít. Xác định CTPT của hợp chất trên biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và O2 chiếm 1/5 không khí, còn lại là N2. A. C2H6. B. C2H4. C. C3H8. D. C2H2. Phân tích và hướng dẫn giải + Khí bị giữ lại trong dung dịch KOH là CO2, khí bị giữ lại khi đi qua ống đựng P là O2 dư. Ví dụ 5: Cho 400 ml một hỗn hợp gồm nitơ và một hiđrocacbon vào 900 ml oxi (dư) rồi đốt. Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4 lít. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 800 ml hỗn hợp, người ta cho lội qua dung dịch KOH thấy còn 400 ml khí. Các thể tích khí đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Công thức phân tử của chất hữu cơ là : A. C3H8. B. C2H4. C. C2H2. D. C2H6. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 6: Nạp một hỗn hợp khí có 20% thể tích ankan A (CnH2n+2) và 80% thể tích O2 (dư) vào khí nhiên kế. Sau khi cho nổ rồi cho hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong khí nhiên kế giảm đi 2 lần. Công thức phân tử của ankan A là: A. CH4. B. C2H6. C. C3H8 . D. C4H10. Phân tích và hướng dẫn giải + Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn số mol của A là 1 mol và của O2 là 4 mol (Vì ankan chiếm 20% và O2 chiếm 80% về thể tích). + Phương trình phản ứng : + Sau phản ứng hơi nước đã ngưng tụ nên chỉ có O2 dư và CO2 gây áp suất nên bình chứa. b. Tìm công thức của hỗn hợp ankan Ví dụ 7: Hỗn hợp khí X gồm 2 hiđrocacbon no, mạch hở A và B là đồng đẳng kế tiếp. Đốt cháy X với 64 gam O2 (dư) rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng Ca(OH)2 dư thu được 100 gam kết tủa. Khí ra khỏi bình có thể tích 11,2 lít ở 0oC và 0,4 atm. Công thức phân tử của A và B là : A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào giả thiết và sự bảo toàn nguyên tố O, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được số nguyên tử C trung bình của A, B và suy ra kết quả. Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thuộc cùng dãy đồng đẳng rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thu được 25 gam kết tủa và khối lượng nước vôi trong giảm 7,7 gam. CTPT của hai hiđrocacon trong X là : A. CH4 và C2H6. B. C2H6 và C3H8. C. C3H8 và C4H10. D. C4H10 và C5H12. Phân tích và hướng dẫn giải + Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố C và sự giảm khối lượng dung dịch nước vôi trong, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được số nguyên tử C trung bình của hai hiđrocacbon và suy ra kết quả. Ví dụ 9: X là hỗn hợp 2 ankan A và B ở thể khí ở điều kiện thường. Để đốt cháy hết 10,2 gam X cần 25,76 lít O2 (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư được m gam kết tủa. a. Giá trị m là : A. 30,8 gam. B. 70 gam. C. 55 gam. D. 15 gam b. Công thức phân tử của A và B không thể là : A. CH4 và C4H10. B. C2H6 và C4H10. C. C3H8 và C4H10. D. C3H8 và C5H12. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 10*: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp 2 ankan X, Y (X kém Y k nguyên tử C) thì thu được b gam khí CO2. Khoảng xác định của số nguyên tử C trong phân tử X theo a, b, k là : A. . B. . C. n = 1,5a = 2,5b – k. D. 1,5a – 2 < n < b+8. Phân tích và hướng dẫn giải Đặt công thức phân tử trung bình của hai ankan X và Y là . Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố C, ta có : Gọi n và n+k là số nguyên tử C trong phân tử ankan X, Y, ta có : IV. Bài tập liên quan đến nhiều loại phản ứng Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X, thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Khi X tác dụng với khí clo (theo tỉ lệ số mol 1 : 1), thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của X là: A. 2-metylpropan. B. 2,2-đimetylpropan. C. 2-metylbutan. D. etan. Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 2: Crackinh m gam butan thu được hỗn hợp khí X (gồm 5 hiđrocacbon). Cho toàn bộ X qua bình đựng dung dịch nước brom dư, thấy khối lượng bình brom tăng 5,32 gam và còn lại 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí Y không bị hấp thụ, tỉ khối hơi của Y so với metan bằng 1,9625. Để đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X trên cần dùng V lít khí O2 (đktc). Giá trị của V là A. 29,12 lít. B. 17,92 lít. C. 13,36 lít. D. 26,88 lít. (Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Đinh Chương Dương – Thanh Hóa, năm học 2013 – 2014) Phân tích và hướng dẫn giải + Sơ đồ phản ứng : + Thành phần nguyên tố trong X và m gam butan là như nhau. Suy ra đốt cháy hỗn hợp X cũng là đốt cháy lượng butan ban đầu. Ví dụ 3*: Crackinh pentan một thời gian, thu được 1,792 lít hỗn hợp X gồm 7 hiđrocacbon. Thêm 4,48 lít H2 vào X rồi nung với Ni đến phản ứng hoàn toàn thu, được 5,6 lít hỗn hợp khí Y (thể tích khí đều đo ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn Y rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư, khối lượng kết tủa tạo thành là: A. 25 gam. B. 35 gam. C. 30 gam. D. 20 gam. (Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Đô Lương 1 – Nghệ Anh, năm 2014) Phân tích và hướng dẫn giải Ví dụ 4*: Tiến hành crackinh 8,7 gam butan thu được hỗn hợp khí X gồm: C4H8, C2H6, C2H4, C3H6, CH4, C4H10, H2. Dẫn X qua bình đựng brom dư sau phản ứng thấy bình tăng a gam và thấy có V lít (đktc) hỗn hợp khí Y thoát ra. Đốt cháy hoàn toàn Y rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy bình tăng 18,2 gam. Giá trị của a là A. 3,2. B. 5,6. C. 3,4. D. 4,9. (Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Trực Ninh B – Nam Định, năm 2014) Phân tích và hướng dẫn giải + Sơ đồ phản ứng : Ví dụ 5*: Crackinh 4,48 lít butan (đktc), thu được hỗn hợp X gồm 6 chất H2, CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8. Dẫn hết hỗn hợp X vào bình dung dịch brom dư thì thấy khối lượng bình brom tăng 8,4 gam và bay ra khỏi bình brom là hỗn hợp khí Y. Thể tích oxi (đktc) cần đốt hết hỗn hợp Y là : A. 5,6 lít. B. 8,96 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít. Đề thi thử Đại học – THPT Chuyên Quang Trung – Bình Phước, năm 2011 Phân tích và hướng dẫn giải + Sơ đồ phản ứng : CHUYỂN GIAO QUYỀN SỬ DỤNG TÀI LIỆU HÓA HỌC I. BỘ TÀI LIỆU ÔN THI THPT QUỐC GIA 4 năm lên ý tưởng, thiết kế, xây dựng và thử nghiệm, cuối cùng mình đã áp dụng thành công bộ tài liệu ôn thi THPT quốc gia theo chuyên đề từ lớp 10 đến lớp 12 (khoảng 1300 trang, gồm 05 cuốn : 7 chuyên đề hóa 10; 3 chuyên đề hóa đại cương và vô cơ 11; 6 chuyên đề hóa hữu cơ 11; 4 chuyên đề hóa hữu cơ 12; 4 chuyên đề hóa vô cơ 12). II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC (2 TẬP) Tập 1 (gồm 10 pp giải nhanh) là những bài tập ở mức độ cơ bản, dùng để giảng dạy cho học sinh trung bình đến cận khá. Tập 2 (gồm 15 pp giải nhanh) là những bài tập ở mức độ nâng cao, dùng để giảng dạy cho học sinh khá và giỏi. Các ví dụ và bài tập vận dụng đều có lời giải chi tiết, ngắn gọn theo hướng tư duy sử dụng các định luật bảo toàn và các đặc điểm của phản ứng hữu cơ; hạn chế tối đa việc sử dụng phương trình phản ứng để tăng tốc độ làm bài. Đồng nghiệp nào cần bản word để chỉnh sửa cho phù hợp với từng đối tượng học sinh thì liên hệ với mình qua địa chỉ này nhé : Email: nguyenminhtuanchv@gmail.com Facebook : https://www.facebook.com/nguyen.minhtuan.1650 ĐT : 01223 367 990 Khi sử dụng bộ tài liệu này mình sẽ tặng thêm các bạn tài liệu : + Bộ chuyên đề lý thuyết và bài tập hóa hữu cơ 2015 theo hướng phát triển năng lực của học sinh. + 160 bài tập vô cơ, hữu cơ hay và khó có lời giải chi tiết để rèn tư duy cho học sinh đầu cao. Trân trọng cảm ơn!

Tài liệu đính kèm:

PHUONG_PHAP_GIAI_BAI_TAP_VE_ANKAN.doc

Đề thi liên quan

Đề cương ôn tập học kì II môn Hóa học - Khối 11
Lượt xem: 1930 Lượt tải: 1
Đề kiểm tra môn Hóa Học Lớp 11 học kỳ II năm học 2015-2016 - Mã đề 111-112 - Trường THPT Đa Phúc
Lượt xem: 1317 Lượt tải: 1
Lý thuyết Ancol
Lượt xem: 3334 Lượt tải: 2
Bài tập Cacbon – Silic
Lượt xem: 1435 Lượt tải: 1
Bài tập môn Hóa học 11 - Chuyên đề: Anken
Lượt xem: 773 Lượt tải: 1
Câu hỏi trắc nghiệm Hoá 11 ôn thi học kỳ II
Lượt xem: 3133 Lượt tải: 1
Đề thi chọn HSG lớp 11 Vĩnh Phúc năm học 2010 – 2011 môn: Hóa học dành cho học sinh thpt chuyên
Lượt xem: 1833 Lượt tải: 4
Đề thi chọn học sinh giỏi khu vực DH & ĐBBB mở rộng năm học 2011- 2012 môn thi: Hóa học lớp 11
Lượt xem: 1703 Lượt tải: 2
Rèn luyện kỷ năng giải đề bài tập Hóa hữu cơ
Lượt xem: 1296 Lượt tải: 3
Các công thức cần nhớ giải nhanh trắc nghiệm Hoá thi Đại học
Lượt xem: 1114 Lượt tải: 5