TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC - 123doc

Bộ tài liệu về chuyên đề các bài tập hay và khó bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học lớp11, 12 đã được soạn tương đối đầy đủ có lời giải chi tiết tất cả các bài tập giúp giáo viên và học sinh tham khảo thuận lợi trong việc giảng dạy và học tập,nhằm nâng cao kiến thức,chuyên môn không phải mất thời gian để soạn mà tập trung vào công việc khác, tiết kiệm được thời gian, tiền của cho giáo viên. Đây là tài liệu tham khảo rất bổ ích.

DongHuuLee

***

C Cá á ác chuyên đề bồi d−ỡng c chuyên đề bồi d−ỡng c chuyên đề bồi d−ỡng

H Học ọc ọc sinh giỏi thpt sinh giỏi thpt sinh giỏi thpt

H

Thanh Hoỏ, năm 2021

Bài 1 Xác định các chất A1, A2, A3, A4, A5, A6 là các hiđrocacbon khác nhau và viết các phương trình phản ứng theo sơ đồ chuyển hóa sau đây:

(8) 3C4H6 + 4KMnO4 + 8H2O  3C4H6(OH)4 + 4MnO2 + 4KOH

Bài 3 Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon mạch hở A, thu được số mol CO2 gấp đôi số mol H2O Mặt khác, nếu lấy 0,1 mol A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được 15,9 gam kết tủa màu vàng Xác định công thức cấu tạo và tên gọi của A

C2H4

(1)

(2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

CH4

C2H6O2

C2H2 C6H6 C6H6Cl6

C4H4 C4H6 C4H10O4

Bài 5 Đốt cháy hết m gam hỗn hợp E gồm ankan X, anken Y, ankin Z (Y và Z có cùng số nguyên tử

cacbon) Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 45,31 gam kết tủa, đồng thời khối lượng dung dịch giảm 29,97 gam Mặt khác, đun nóng m gam hỗn hợp E với 0,05 mol H2(Ni, to) thu được hỗn hợp F có tỉ khối hơi so với He là 5,375 Dẫn toàn bộ F lần lượt qua bình 1 đựng lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thu được m1 gam kết tủa; sau đó qua bình 2 đựng dung dịch Br2

dư thấy khối lượng bình 2 tăng m2 gam Khí thoát ra khỏi bình 2 chỉ chứa 2 hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp có thể tích là 2,688 lít (ở đktc) Tính các giá trị m, m1 và m2

(Trích HSG lớp 10,11Vĩnh Phúc 2017 - 2018)

Hướng dẫn giải

Số mol CO2 = 0,23 (mol); Số mol H2O = 0,29 (mol) mE = 3,34 (gam)

Số mol liên kết π (trong E) = 0,04 + 0,03.2 = 0,1 (mol)

  Số mol liên kết π (trong F) = 0,1 – 0,05 = 0,05 (mol)

Khí thoát ra khỏi bình là CH4: 0,09 (mol) và C2H6: 0,03 (mol)

 Số mol C2Ag2 = Số mol C2H2 = 0,01  m1 = 0,01.240 = 2,4 (gam)

Số mol C2H4 = 0,03 (mol)   m2 = 0,03.28 = 0,84 (gam)

Bài 6 Cho A là một hiđrocacbon mạch hở Đốt cháy hết 0,25 mol hỗn hợp X gồm CH4 và A bằng O2

dư, sản phẩm sau phản ứng cho qua bình đựng H2SO4 đặc 98% thấy khối lượng bình tăng 8,1 gam Mặt khác, cho 0,25 mol hỗn hợp X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được kết tủa màu vàng có khối lượng nhỏ hơn 13 gam Biết các phản ứng hóa học xảy ra hoàn toàn

a Xác định công thức phân tử của hiđrocacbon A

b Cho 0,25 mol hỗn hợp X tác dụng với 0,5 lít dung dịch Br2 0,1M, sau phản ứng thấy dung dịch Br2mất màu hoàn toàn và có 0,21 mol khí thoát ra Hỏi sản phẩm thu được là gì, khối lượng bao nhiêu gam?

(Trích HSG lớp 12 Thành Phố , Hải Phòng 2019 - 2020)

a Ta có: nX = 0,25 (mol); nH O 2 = 0,45 mol    H = 2.0,45= 3,6

0,25

 A có dạng CaH2 ( a là số chẵn)

Dùng sơ đồ đường chéo  nCH4= 4.nA nCH4= 0,2 mol và n  C Ha 2= 0,05 mol 

+ Vì A là mạch hở và có 2 nguyên tử H, khi tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 chắc chắn sẽ 2 nguyên

tử H này sẽ bị thế bởi 2 nguyên tử Ag sinh ra kết tủa CaAg2 (0,05 mol) Có 0,05.(12a +216) < 13

Bài 7 Từ khí metan, các chất vô cơ không chứa cacbon tùy chọn, điều kiện phản ứng cho đủ, lập sơ đồ

phản ứng (ghi rõ điều kiện) để điều chế: axit meta-nitrobenzoic, axit ortho-nitrobenzoic, polistiren và polibuta-1,3-đien

(Trích HSG lớp 12 Hà Tĩnh 2018 - 2019)

Hướng dẫn giải -axit o-nitrobezoic

2

0 3

HNO H SO O

Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo phù hợp của A và B

 x=7; y=8 Vậy công thức phân tử của A, B là C7H8

* Biện luận tìm công thức cấu tạo của A:

- A phản ứng với AgNO3/NH3 tạo thành kết tủa  A có liên kết -CCH

CH C-CH2-CH2-CH2-C CH; CH  C-C(CH3)2-C CH

CH C-CH(CH3)-CH2-C CH; CH  C-CH(C2H5)-C CH

* Biện luận tìm công thức cấu tạo của B

- B không có phản ứng với dung dịch AgNO3/NH3; không làm mất màu dung dịch brom; bị oxi hóa bởi dung dịch KMnO4 ở khi đun nóng

 Vậy B là C6H5-CH3 (toluen)

C6H5-CH3 + 2KMnO4

o t

C6H5COOK + 2MnO2 + KOH + H2O

Bài 9.Hỗn hợp X gồm C2H6, C3H4, C2H2, C4H6 và H2 (các chất đều mạch hở) Cho 19,46 gam X vào dung dịch chứa Br2 dư thì thấy có 0,86 mol Br2 tham gia phản ứng Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 14,56 lít hỗn hợp khí X cần V lít O2 và thu được 1,21 mol H2O Tính V Các thể tích khí đo ở đktc

Ta có: mol Br2 phản ứng với 14,56 lít (0,65 mol) hỗn hợp X = a – 1,21 + 0,65 = a – 0,56

Khối lượng của X trong 0,65 mol X = 12a + 2,42 (gam)

=> => a = 1,42 mol

ĐLBT nguyên tố O => mol O2 = 2,025 mol => V = 45,36 lít

Bài 9 Cho 12,24 gam hỗn hợp D gồm C2H6, C2H4, C3H4 vào dung dịch AgNO3/NH3 dư, phản ứng kết thúc, thu được 14,7 gam kết tủa Mặt khác 0,19 mol hỗn hợp D phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 0,14 mol Br2 Viết các phương trình phản ứng và tính số mol mỗi chất trong 12,24 gam hỗn hợp D

Bài 10 Trộn một ankan A và một hiđrocacbon mạch hở B có cùng số nguyên tử cacbon theo tỉ lệ mol

1:1 được hỗn hợp X Đốt cháy hoàn toàn 0,01 mol X rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thấy khối lượng bình tăng 3,63 gam đồng thời thu được 6 gam kết tủa

a) Xác định công thức phân tử của A và B

b) Xác định công thức cấu tạo đúng của A và gọi tên Biết khi A tác dụng với khí clo chỉ thu được 2

dẫn xuất monoclo đồng phân Viết phương trình phản ứng xảy ra

c) Xác định công thức cấu tạo đúng của B biết B là một hiđrocacbon không phân nhánh, có hệ liên hợp và không có liên kết ba trong phân tử B có đồng phân hình học không? Nếu có hãy viết đồng

phân hình học của B và gọi tên

(Trích HSG lớp 11 Điện Biên 2018 - 2019)

* Điều chế cao su buna

b) Dựa vào kết quả tính được ở câu (a), cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm của phản ứng halogen hóa ankan

b) Các yếu tố ảnh hưởng gồm: Cấu tạo ankan (bậc cacbon) và bản chất halogen

Bài 13 Hiđrocacbon A không làm mất màu dung dịch brom Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol chất A rồi

hấp thụ hết sản phẩm cháy vào dung dịch chứa 0,15 mol Ca(OH)2 thu được chất kết tủa và khối lượng dung dịch trong bình tăng lên 1,32 gam Thêm tiếp dung dịch Ca(OH)2 dư vào dung dịch thu được thấy lượng kết tủa tăng lên, tổng khối lượng hai lần kết tủa là 20 gam Chất A không phản ứng với dung dịch KMnO4/H2SO4 đun nóng, còn khi monoclo hóa trong điều kiện chiếu sáng thì chỉ tạo một sản phẩm hữu

cơ duy nhất Tìm CTPT, CTCT và tên gọi của A

(Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2015 - 2016)

Hướng dẫn giải

Tổng khối lượng CaCO3 = 20 gam  CO2 tạo ra = 0,2 mol  tính được H2O = 0,14 mol

+ Do số mol A = 0,02 mol  A là C10H14 ( + v = 4)

+ Vì A không làm mất màu nước brom nên A có vòng benzen

+ Vì A không phản ứng với dung dịch KMnO4/H2SO4 đun nóng nên A có cacbon bậc IV

 A là C6H5-C(CH3)3 = tert-butylbenzen

Bài 14 Đốt cháy 3,36 gam hh gồm 6 hiđrocacbon A, B, D, E, F, G có cùng CTPT (đều là chất khí ở

đkt) Đem toàn bộ sp cháy hấp thụ hết vào bình đựng dd Ba(OH)2 thu được 39,4 gam kết tủa và thấy khối lượng dd giảm 24,52 gam Khi cho từng chất vào dung dịch brom trong CCl4 thì thấy A, B, D, E tác dụng rất nhanh, F tác dụng chậm hơn, G hầu như không tác dụng B và D là những đồng phân hình học Khi cho A, B hoặc D tác dụng với H2 (Ni, t0) đều cho cùng một sản phẩm Biết nhiệt độ sôi của B cao hơn D Tìm A, B, D, E, F, G

+ Do là chất khí nên n ≤ 4 n = 2, 3, 4 Do có 6 đồng phân  chỉ có n = 4 thỏa mãn

+ Vậy A = but-1-en; B = cis-but-2-en; D = trans-but-2-en; D = isobutilen; F = metyl xiclopropan; G = xiclobutan

+ Chú ý: qui luật chung

Nhiệt độ sôi Nhiệt độ nóng chảy

Bài 15 Khi điều chế khí etilen bằng cách đun nóng ở 1700C hỗn hợp etanol và H2SO4 đặc ta được khí X Cho sản phẩm khí đi qua dung dịch KMnO4 thì không thấy có kết tủa MnO2 Nếu cho etilen nguyên chất vào dung dịch KMnO4 thì có kết tủa nâu đen của MnO2

a) Giải thích hiện tượng trên?

b) Để loại bỏ tạp chất trong X ta phải cho X qua dung dịch nào sau đây: KMnO4; KOH; Br2; Na2CO3; BaCl2 Giải thích

2KMnO4 + 5SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

 dung dịch sau phản ứng trên sẽ có môi trường axit  không tạo ra MnO2

b) Để loại bỏ CO2, SO2 ta phải cho X đi qua chất hấp thụ được CO2 và SO2 mà không phản ứng với

C2H4  ta phải chọn: KOH  các phản ứng

+ Ta không chọn KMnO4, Br2, Na2CO3 và BaCl2 vì:

 KMnO4, Br2 hấp thụ cả SO2 và C2H4 Phản ứng (tự viết)

 Na2CO3 có phản ứng

Bài 16.Hỗn hợp X gồm hiđro, propen, propin Dẫn hỗn hợp X qua Ni đun nóng, sau khi các pư xảy ra

hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y Chia Y thành hai phần bằng nhau; Đốt cháy phần 1 cần dùng V lít O2(đktc) Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dd nước vôi trong dư, dung dịch thu được có khối lượng giảm 16,2 gam so với khối lượng dd nước vôi trong ban đầu Dẫn phần 2 vào dung dịch brom dư thì có

16 gam brom phản ứng Tìm V?

(Trích HSG lớp 12 Hà Nội 2018 - 2019)

Hướng dẫn giải

1  Cách 1: Vì phần 2 phản ứng với brom nên trong Y không có hiđro dư Sơ đồ 

2

2 O

+ Bảo toàn số mol liên kết  ta có: x + 2y = z + 0,1  2(x+y) – (x + z) = 0,1 (III)

+ Từ (II, III)  (x + y) = 0,15 mol và (x + z) = 0,2 mol Thay vào (I)  O2 = 0,7 mol

Bài 18.Cao su thiên nhiên là polime của isopren trong đó các mắt xích đều có cấu hình cis Polime lấy từ

nhựa cây gu-ta-pec-cha (một loại cây cao su) có công thức (C5H8)n trong đó các mắt xích đều có cấu hình trans Viết CTCT một đoạn mạch polime cho mỗi loại

Bài 19.Một hợp chất A có công thức phân tử là C9H12 Xử lý A với oxi trong không khí, sau đó thủy

phân sản phẩm trong dung dịch H2SO4 thu được hai chất là B (C 6 H 6 O) và C (C 3 H 6 O) Có thể thu được

C khi cho isobutilen tác dụng với dung dịch chứa KMnO4 và H2SO4 Khi A tác dụng với dung dịch

KMnO4 đun nóng thu được muối D (C 7 H 5 O 2 K) Nhiệt phân D với NaOH trong điều kiện thích hợp thu được hiđrocacbon E Brom hóa E bằng Br2 khi có mặt FeBr3 thu được F Cho F tác dụng với NaOH trong điều kiện thích hợp, sau đó trung hòa sản phẩm thu được B

a) Xác định công thức cấu tạo của A, B, C, D, E, F

b) Viết phương trình từ isobutilen tạo thành C, từ D tạo thành E

(Trích HSG lớp 12 Bình Phước 2020)

Hướng dẫn giải

A B C

Bài 20 Hỗn hợp khí X ở điều kiện thường gồm hai hiđrocacbon mạch hở Y, Z (MY < MZ) Khi sục 1,68 lít (đktc) hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư trong CCl4, đến khi phản ứng hoàn toàn thấy có 20 gam Br2 đã phản ứng và không thấy khí thoát ra Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít (đktc) hỗn hợp X thì thu được 8,8 gam CO2 Hãy xác định công thức phân tử của Y và Z

b3

(Trích HSG lớp 11 Bắc Ninh 2019 – 2020 Cụm 5)

Hướng dẫn giải

Xác định các chất

- Khi tác dụng với dung dịch brom

+ A, B, C, D làm mất màu nhanh dung dịch Br2 nên chúng là anken

+ E làm mất màu chậm dung dịch Br2 nên E là monoxicloankan vòng 3 cạnh

+ F không làm mất màu dung dịch Br2 nên F là xiclobutan

- Vì B, C có cùng cấu tạo hóa học nên là đồng phân hình học của nhau; B có nhiệt độ sôi cao hơn C nên

B là đồng phân cis, C là đồng phân trans

- Hiđro hóa A, B, C đều cho cùng một sản phẩm nên A, B, C có cùng mạch cacbon

Bài 22 Cho hiđrocacbon X tác dụng với dung dịch brom dư thu được dẫn xuất tetrabrom chứa 75,83%

brom (theo khối lượng) Khi cộng brom theo tỉ lệ mol 1:1 thu được cặp đồng phân cis-trans

a) Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên của X

b) Viết phương trình phản ứng của X với:

- Dung dịch KMnO4 (trong môi trường H2SO4);

4.80

- Vì X có khả năng phản ứng với brom theo tỉ lệ 1:1 và 1:2 chứng tỏ phân tử X có 2 liên kết  kém bền

và 1 nhân thơm

+ CTCT của X:

C CH + Tên: phenyl axetilen

b) Phương trình hóa học của phản ứng:

C CH

+ H2O  2

Hg

C O

CH3

C CH

+ 2HBr →

C CH3Br Br

Bài 23 Hỗn hợp X gồm Al, Ca, Al4C3 và CaC2 Cho 15,15 gam X vào nước dư, chỉ thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí khô Z Đốt cháy hết Z thu được 4,48 lít CO2 (đktc) và 9,45 gam H2O Nhỏ từ từ 200ml dung dịch HCl 2M vào Y thu được m gam kết tủa Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra và tính giá trị của m

2Al + Ca(OH)2 + 2H2O  Ca(AlO2)2 + 3H2

2Al(OH)3 + Ca(OH)2  Ca(AlO2)2 + 4H2O

- Dung dịch Y chứa Ca2+ (0,15 mol), AlO2- (0,25 mol) và OH- nên BTĐT  nOH- (0,05 mol)

- Khi Y tác dụng 0,4 mol HCl: nAl(OH)3= 0, 4 0, 05 0, 25

Bài 24 Dẫn 672 ml (đktc) hỗn hợp khí A gồm một ankan, một anken và một ankin (có số nguyên tử

cacbon trong phân tử bằng nhau) qua lượng dư dung dịch AgNO3/NH3, thì có 3,4 gam AgNO3 đã tham

gia phản ứng Cũng lượng hỗn hợp khí A như trên làm mất màu vừa hết 200 ml dung dịch Br2 0,15 M

a) Xác định công thức cấu tạo và tính khối lượng mỗi chất trong A

b) Đề nghị phương pháp tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp A

(Trích HSG lớp 11 Cụm 5, Bắc Ninh 2019 – 2020)

Hướng dẫn giải a) Nếu ankin có dạng RCCH

RCCH + AgNO3 + NH3  RCCAg + NH4NO3

mol/gam170

gam4,3)

Điều này trái giả thiết, vì số mol Br2 chỉ bằng 0,2L0,15mol/L0,03mol

Vậy ankin phải là C2H2 và như vậy ankan là C2H6, anken là C2H4

L672,0

- Khí ra khỏi bình chứa dung dịch brom là khí C2H6

Bài 26 Rót nhẹ 1,0 ml benzen vào ống nghiệm chứa sẵn 2,0 ml dung dịch nước brom Lắc kĩ ống

nghiệm, sau đó để yên Nêu hiện tượng, giải thích

(Trích HSG lớp 12 Hà Tĩnh 2018 – 2019)

Hướng dẫn giải

Ban đầu có sự phân lớp chất lỏng- chất lỏng màu nâu đỏ phân lớp dưới, sau đó lại có sự phân lớp chất lỏng – chất lỏng màu nâu đỏ phân lớp trên

Nguyên nhân: Br2 ít tan trong nước, tan nhiều trong benzen

Bài 27.Các hiđrocacbon X, Y, Z, T (thuộc chương trình Hóa học 11, MX < MY < MZ < MT) đều có 7,7 % khối lượng hiđro trong phân tử Tỷ khối hơi của T so với không khí bé hơn 4,0 Các chất trên thỏa mãn:

- 1 mol chất T tác dụng tối đa 1 mol Br2 trong CCl4

- Từ chất X, để điều chế chất Y hoặc chất Z chỉ cần một phản ứng

- Cần 3 phản ứng để điều chế được chất T từ hai chất X và Z

- Từ mỗi chất X, Y, T chỉ được dùng thêm HCl, H2 và không quá hai phản ứng thu được các polime quan trọng tương ứng dùng trong đời sống là X’, Y’, T’

a Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T, X’, Y’, T’

b Viết phương trình các phản ứng xảy ra

(Trích HSG lớp 12 Hà Tĩnh 2018 – 2019)

Hướng dẫn giải

a X( axetilen, CH≡CH), Y( vinyl axetilen, CH≡C-CH=CH2), Z ( benzen), T(stiren, C6H5-CH=CH2), X’(

PE hoặc PVC), Y’ (polibutađien hoặc policlopren), Z’( polistiren, poli (butađien-stiren) )

HCl T H HgSO

Bài 29 Khi cho hai phân tử isopren đime hóa với nhau, trong đó một phân tử cộng hợp kiểu 1,4 và một

phân tử cộng hợp kiểu 3,4 sinh ra phân tử limonen.Hiđro hóa hoàn toàn limonen bởi H2 (Ni, t0) thu được mentan (1-metyl-4-isopropylxiclohexan); còn hiđrat hóa limonen (xúc tác axit) ở nhánh, thu được terpineol Hiđrat hóa terpineol, thu được terpin (được dùng làm thuốc chữa ho).Hãy xác định công thức cấu tạo của limonen, mentan, terpineol, terpin

Bài 30 Hỗn hợp khí X gồm một ankan, một anken và hiđro Cho 7,84 lít X đi qua chất xúc tác Ni, nung

nóng, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí Y Dẫn Y đi qua dung dịch KMnO4 thì màu của dung dịch bị nhạt và thấy khối lượng bình tăng thêm 2,80 gam Sau phản ứng, còn lại 4,48 lít hỗn hợp khí Z có tỷ khối so với hiđro là 20,25 Các khí cùng đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của các khí có trong hỗn hợp Y

(Trích HSG lớp 11 Hà Tĩnh 2018 – 2019)

Hướng dẫn giải

Vì hỗn hợp Y làm nhạt màu dung dịch KMnO4 nên Y có anken dư và H2 hết

4

2 2

2 2 ,

a Viết công thức cấu tạo và gọi tên thay thế A, B, C, D

b Sản phẩm nào dễ hình thành nhất Vì sao? Viết cơ chế phản ứng tạo sản phẩm đó

c So sánh khả năng thế tương đối của nguyên tử hiđro ở cacbon bậc 1, 2, 3 bởi clo của X

c Gọi tốc độ phản ứng thế của H của cacbon bậc 1, bậc 2, bậc 3 lần lượt là v1, v2, v3

Bài 32.Một bình kín chứa hỗn hợp khí X gồm propin (0,2 mol), propen (0,3 mol), hiđro (0,5 mol) và một ít

bột niken Nung nóng bình một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 14,4 Dẫn khí Y qua bình 1 đựng dung dịch AgNO3 dư trong dung dịch NH3, thu được m gam kết tủa và hỗn hợp khí Z thoát ra Dẫn khí Z qua bình 2 đựng dung dịch brom dư, thấy có 24 gam brom phản ứng và hỗn hợp khí T thoát ra Biết các phản ứng hoá học trong bình 1 và bình 2 đã xảy ra hoàn toàn

1) Viết các phương trình phản ứng hoá học đã xảy ra

1) Tiến hành thí nghiệm điều chế và thử tính chất của hiđrocacbon X theo sơ đồ và các bước sau đây:

Bước 1: Mở khoá phễu cho H2O chảy từ từ xuống bình cầu đựng CaC2

Bước 2: Dẫn X vào bình 1 đựng dung dịch Br2 Bước 3: Dẫn X vào bình 2 đựng dung dịch AgNO3 trong NH3 Bước 4: Đốt cháy X

Nêu hiện tượng, viết các phương trình phản ứng hoã học đã xảy ra, gọi tên các phản ứng xảy ra ở bước 2, 3 và 4

2) Tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu tính chất của hiđrocacbon thơm như sau:

Thí nghiệm 1: Cho 0,5 ml brom vào ống nghiệm đựng 5 ml benzen, lắc đều, rồi để ống nghiệm trên giá trong 3 phút, nêu hiện tượng, giải thích Cho thêm một ít bột sắt vào ống nghiệm, lắc liên tục trong 3 phút, nêu hiện tượng, giải thích

Thí nghiệm 2: Cho vào cùng một ống nghiệm 3 chất lỏng (2 ml dung dịch HNO3 đặc, 4 ml dung dịch H2SO4 đặc và 2 ml benzen), lắc đều, ngâm trong cốc nước 600C trong 5 phút, rót sản phẩm vào cốc nước lạnh Nêu hiện tượng và giải thích

Thí nghiệm 3: Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 ml dung dịch KMnO4 loãng, sau đó thêm tiếp 1 ml benzen vào ống nghiệm thứ nhất và 1 ml toluen vào ống nghiệm thứ hai, lắc đều, quan sát hiện tượng Ngâm 2 ống nghiệm vào cùng 1 cốc nước sôi trong 5 phút Nêu hiện tượng, giải thích

Thí nghiệm 4: Lấy 1 ống nghiệm hình chữ Y, cho vào nhánh một 1 ml benzen và nghiêng cho benzen dính vào thành ống nghiệm; cho vào nhánh hai một lượng KMnO4 bằng hạt đậu xanh và 1 ml dung dịch HCl đặc, đậy nút và đưa ống nghiệm ra ngoài ánh sáng Nêu hiện tượng ở nhánh một và giải thích

(Trích HSG lớp 11 Hà Nam 2018 – 2019)

Hướng dẫn giải

1) Tiến hành thí nghiệm điều chế và thử tính chất của hiđrocacbon X:

Ở bước 1 có hiện tượng sủi bọt khí không màu

Ở bước 4: khí C2H2 cháy mạnh, có ngọn lửa màu xanh mờ

C2H2 + 2,5O2 → 2CO2 + H2O; phản ứng oxi hoá

2) Thí nghiệm nghiên cứu tính chất của hiđrocacbon thơm:

 CTCT A: CH≡C-CH3 : propin

Bài 35 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp ba hiđrocacbon X, Y, Z (có cùng công thức phân tử) bằng

oxi, thu được CO2 và H2O có tổng khối lượng bằng 44,2 gam Cả ba chất X, Y, Z không tác dụng với nước brom ở điều kiện thường Khi đun nóng X, Y, Z với brom, số dẫn xuất mono brom của X, Y, Z thu được lần luợt là 1; 1; 1 sản phẩm Mặt khác, khi đun nóng X, Y, Z với brom có mặt bột Fe, số dẫn xuất mono brom của X, Y, Z thu được lần lượt là 1; 2; 3 sản phẩm

a Xác định công thức phân tử của X, Y, Z

b Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z

 Công thức phân tử của X, Y, Z là C8H10

b vì độ bất bão hòa của X, Y, Z = 4 và X không tác dụng với dung dịch Br2 ở điều kiện thường nên X,

t ,Ni

 C2H6(3) C2H4 + H2O t ,H0  C2H5OH

(4) C2H5OH H SO dac 2 4

170 C

C2H4 + H2O (5) C2H4 + HCl  C2H5Cl

(6) C2H6 + Cl2  Caskt1:1 2H5Cl

(7) C2H5Cl + NaOH  Ct0 2H5OH + NaCl

Bài 37.Hỗn hợp A gồm 3 hiđrocacbon X, Y, Z đều mạch hở, là chất khí ở điều kiện thường, thuộc 3 dãy

đồng đẳng B là hỗn hợp gồm O2 và O3 có tỉ khối so với hiđro bằng 19,2 Để đốt cháy 1 mol hỗn hợp A cần vừa đủ 5 mol hỗn hợp B, thu được CO2 và hơi nước có số mol bằng nhau Khi cho 22,4 lít hỗn hợp

A đi qua bình nước brom dư thì có 11,2 lít khí bay ra, khối lượng bình nước brom tăng 27 gam Khi cho 22,4 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thu được 44 gam kết tủa Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn, các phản ứng xảy ra hoàn toàn

a Tính tỉ khối của hỗn hợp A so với H2

b Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X, Y, Z

A

M A

 Mhiđrocacbon no = 29/0,5 = 58  Hiđrocacbon no là C4H10 Coi X là C4H10

- Khối lượng mol trung bình hai hiđrocacbon (Y, Z) bị hấp thụ trong dung dịch brom là 27

540,5

M 

 Hai hiđrocacbon (Y, Z) có thể gồm các cặp chất (C4H2 và C4H8); (C4H4 và C4H8); (C4H6 và C4H6)

- Giả sử hiđrocacbon Y là hidrocacbon tác dụng được với AgNO3/NH3 tạo ra kết tủa vàng → Y có thể là một trong các hiđrocacbon sau:

HCC -C CH; CH2=CH- C CH; CH3-CH2-C CH

TH1: Y là HCC-C CH, Z là C4H8

CH3-CH2- C CH + AgNO3 + NH3  C4H5Ag + NH4NHO3 (3)

Số mol but-1-in = số mol C4H5Ag = 44/161 = 0,273 < 0,5 (thoả mãn)

Vậy công thức ba hiđrocacbon là

a Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên X, biết X có mạch cacbon phân nhánh

b Khi cho X tác dụng với Cl2 tỉ lệ mol 1:1 có chiếu sáng, tạo ra hỗn hợp Y gồm hai dẫn xuất monoclo A,

B đồng phân của nhau

+ Viết CTCT và gọi tên A, B

+ Gọi khả năng tham gia phản ứng tương đối của hiđro bậc I và bậc III là rI và rIII, biết tỉ lệ rI : rIII = 1:5 (ở 250C) Tỉ lệ % các dẫn xuất thu được phụ thuộc vào số lượng (ni) nguyên tử H cùng loại và khả năng tham gia phản ứng (ri )của nguyên tử H đó Ta có mối quan hệ: % 100i i

(chất B: 1- clo – 2- metyl propan hay isobutyl clorua)

Do A, B là đồng phân của nhau, nên phần trăm về khối lượng bằng phần trăm về số mol

Bài 39 Đốt cháy hoàn toàn 1,68 gam một hyđrocacbon mạch hở (A) (là chất khí ở điều kiện thường) rồi

dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 595ml dung dịch Ca(OH)2 0,20M thu được 11,20 gam kết tủa Xác định công thức cấu tạo của (A)

Bài 41 2 Ankan A (chất khí ở điều kiện thường) tác dụng với hơi brom đun nóng, thu được hỗn hợp X

chứa một số dẫn xuất brom, trong đó dẫn xuất chứa nhiều brom nhất có tỉ khối hơi so với hiđro bằng

101 Xác định công thức phân tử của A và viết công thức cấu tạo các chất có trong X

ml A, thu được 1,408 gam CO2 Biết thể tích khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Xác định công thức phân tử của X, Y và tính phần trăm số mol của X, Y trong A

(Trích HSG Vĩnh Phúc 2018 - 2019)

Hướng dẫn giải

nA = 0,012 mol; = 0,02 mol; = 0,032 mol

Cho A + Br2 không thấy khí thoát ra khỏi bình → chứng tỏ X, Y không no

4 dẫn xuất monoclo là đồng phân cấu tạo của nhau

- Xác định công thức cấu tạo của X

- Viết phương trình hóa học thực hiện dãy chuyển hóa sau:

NH3 đến phản ứng hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y và 24 gam kết tủa

a) Viết các phương trình hóa học xảy ra

b) Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với bao nhiêu mol Br2 trong dung dịch?

Gọi ankan ban đầu là CnH2n+2

Giả sử ban đầu có 1 mol X suy ra có 2 mol Y

MY = 18.2 = 36

mX = mY = 36.2 = 72

1.(14n + 2) = 72  n = 5 Công thức phân tử của X là C5H12

X tác dụng với clo tạo ra 4 dẫn xuất monoclo nên công thức cấu tạo của X là

∆n↓= nhidro phản ứng = n ban đầu – nX = 1 – 0,65 = 0,35 mol;

Bài 45 Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí etilen:

a) Viết phương trình phản ứng điều chế khí etilen

b) Thu khí etilen trong thí nghiệm trên bằng phương pháp nào? Giải thích

c) Vì sao khí etilen thu được có lẫn hai khí CO2 và SO2? Trình bày phương pháp hóa học để loại

bỏ hai khí trên, viết phương trình phản ứng

Bài 46.Trong một bính kín chứa hỗn hợp khí X gồm một anken và hiđro (có bột Ni xúc tác) tỉ khối hơi

của X so với khí H2 là 5 Đun nóng bình khí đến khi ứng hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với

H2 là 6,25

a) Lập công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của anken trên

b) Tính phần trăm khối lượng các khí trong hỗn hợp Y

(Trích HSG 12 Bà Rịa – Vũng Tàu 2019 - 2020)

Hướng dẫn giải

Xét 1 mol hỗn hợp X, khối lượng hỗn hợp là 10 gam

Hỗn hợp Y có Mtb = 12,5 => Y có hiđro dư, anken phản ứng hết

CnH2n + H2  CnH2n+2 (số mol giảm đúng bằng số mol của CnH2n)

Bảo toàn khối lượng, mX = mY = 10 gam

- Số mol hỗn hợp Y là 10/12,5 = 0,8 mol khí

- Số mol khí giảm là 1 – 0,8 = 0,2 mol = số mol anken

- Khối lượng A = 10 – 0,8.2 = 8,4gam => MA = 42 (C3H6)

- %mC3H8 = (0,2.44.100)/10 = 88,00%

%mH2 = (0,6 2.100)/10 = 12%

Bài 47 Hidrocacbon mạch hở A là chất khí ở điều kiện thường, khi đốt cháy hoàn toàn chất A, cứ dùng

hết 5 thể tích khí oxi thì sinh ra 4 thể tích khí CO2 (các chất khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) Cho 0,05 mol khí A tác dụng với dung dịch AgNO3/NH3 dư thu được m gam kết tủa màu vàng Xác định công thức cấu tạo của A, viết phương trình phản ứng và tính m?

Bài 48 Cho 3 hiđrocacbon A, B, C (Đều có mạch cacbon không quá 1 vòng) Đốt cháy hết cùng một

khối lượng 2,6 gam mỗi hiđrocacbon A hoặc B hoặc C đều thu được 10,6 gam hỗn hợp CO2 và H2O

a Lập CTĐGN của A, B, C

b Xác định cấu tạo A, B, C Biết:

- x mol A tác dụng tối đa 4x mol H2 (xúc tác Ni); x mol A tác dụng vừa đủ 1 lit Br2 x M

- B mạch Cacbon không phân nhánh a mol B tác dụng tối đa 4a lit Br2 1M Nếu cho 13,65 gam B tác dụng hoàn toàn với AgNO3/NH3 dư thu 51,1 gam kết tủa

- 1 mol C tác dụng tối đa 3 mol H2 ( xúc tác Ni) C không tác dụng với dung dịch nước Br2

Bài 49 Các chất A, B, C, D, E, F có cùng công thức phân tử C4H8 Cho từng chất vào brom trong CCl4

và không chiếu sáng thấy A, B, C và D làm mất màu brom rất nhanh E làm mất màu brom chậm hơn, còn F hầu như không phản ứng B và C là đồng phân lập thể của nhau, trong đó B có nhiệt độ sôi cao hơn C Khi cho tác dụng với hiđro (có xúc tác Ni, to ) thì A, B, C đều cho cùng sản phẩm G

Lập luận để xác định công thức cấu tạo và gọi tên của A, B, C, D, E, F?

(Trích Tài liệu HSG Lớp 12- Đề 3)

Hướng dẫn giải Các chất là: A: but-1-en ; B: cis-but-2-en ; C: trans-but-2-en

D: 2-metylpropen ; E: metyl xiclopropan ; F: xiclobutan

Giải thích:

- A, B, C phản ứng với H2 (xt Ni) đều cho một sản phẩm G là butan

- B và C là đồng phân hình học, B có nhiệt độ sôi cao hơn C vì phân cực hơn

- E phản ứng chậm với brom (vòng 3 cạnh) F không phản ứng với brom (vòng 4 cạnh)

Bài 50 Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon A và H2 Đun nóng X với xúc tác Ni thu được khí Y duy nhất Tỉ khối hơi của Y so với H2 gấp 3 lần tỉ khối hơi của X so với H2 Đốt cháy hoàn toàn một lượng khác của Y thu được

22 gam CO2 và 13,5 gam H2O Xác định công thức cấu tạo của A

 (không thoả mãn) Loại

Vậy công thức của A là C2H2

Bài 51 Viết tất cả các đồng phân cis- và trans- của các chất có công thức cấu tạo:

3/ Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau:

Biết G có công thức phân tử C12O9 A là but-2-in

4/ Anken A có công thức phân tử là C6H12 có đồng phân hình học, khi tác dụng với dung dịch Brom cho hợp chất đibrom B Cho B tác dụng với KOH trong ancol đun nóng, thu được ankađien C và một ankin D Khi C bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO4/H2SO4 và đun nóng thu được axit axetic và CO2 a/ Xác định công thức cấu tạo và gọi tên A, C, D Viết phương trình hoá học của các phản ứng xảy ra b/ Viết các đồng phân hình học của C

(Trích Tài liệu HSG Lớp 12- Đề 6)

Hướng dẫn giải 1/

C

C O

O

O

COOH COOH +H2O

+O2

V2O5

2/ Etilen glicol bị oxi hóa thành hỗn hợp 5 chất sau :

HOCH2-CHO (1) ; OHC-CHO (2) ; HOOC- CH2OH (3) ; HOOC- CHO (4) ; HOOC-COOH (5

Dựa vào liên kết hiđro giữa các phân tử ta có thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi của các chất như sau : (2) < (1)

< (4) < (3) < (5)

3/

Từ Naphtalen điều chế axit phtalic

b/ Viết các đồng phân hình học của C: 3 đồng phân hình học là

C6H12 có đồng phân hình học nên có thể có các CTCT sau:

(1) CH3-CH=CH-CH2-CH2-CH3

(2) CH3-CH2-C(CH3)=CH-CH3

(3) CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH3

(4) CH3-CH(CH3)-CH=CH-CH3

Do B tác dụng với KOH/ancol tạo ankin D nên A không thể là (2)

Do C oxi hoá tạo axit axetic và CO2 nên C phải là:

CH3-CH=CH-CH=CH-CH3 (hexa-2,4-đien)

Ankin D là: CH3-CH2-C≡C-CH2-CH3 (hex-3-in)

Các phương trình:

Cis – cis; cis-trans; trans-trans

Bài 53.Cho 5,04 lít hỗn hợp A (đktc) gồm C2H2 và H2 qua Ni đun nóng được hỗn hợp khí B chỉ gồm 3 hidrocacbon có tỉ khối so với H2 bằng 14,25

1 Xác định khối lượng trung bình của A

2 Cho B phản ứng hoàn toàn với dung dịch Br2 dư Tính số mol Br2 đã tham gia phản ứng

Bài 54 Một hiđrocacbon X có chứa 88,235% cacbon về khối lượng Xác định công thức phân tử và

công thức cấu tạo của X, biết X là hiđrocacbon no có ba vòng, mỗi vòng đều có 6 nguyên tử cacbon

Do có 3 vòng nên n + 1 = 3, suy ra n = 2 , công thức phân tử của X là C10H16

X có 3 vòng 6C nên công thức cấu tạo của nó là: hay

Bài 55 Hợp chất A có công thức C9H8 có khả năng kết tủa với dung dịch AgNO3 trong NH3 và phản ứng với brom trong CCl4 theo tỷ lệ mol 1 : 2 Đun nóng A với dung dịch KMnO4 tới khi hết màu tím, rồi thêm lượng dư dung dịch HCl đặc vào hỗn hợp sau phản ứng thấy có kết tủa trắng là axit benzoic đồng thời giải phóng khí CO2 và Cl2 Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình hóa học của các phản ứng xẩy ra

C6H5COOK + HCl  C6H5COOH + KCl

K2CO3 + 2HCl  2KCl + H2O + CO2

KHCO3 + HCl  KCl + H2O + CO2

Bài 56 Khi đồng trựng hợp buta–1,3–đien với stiren, ngoài cao su Buna–S cũn cú một số sản phẩm phụ,

trong đú cú chất A mà khi hiđro húa hoàn toàn chất A thu được chất B (đixiclohexyl) Viết phương trỡnh húa học của cỏc phản ứng tạo thành cao su Buna–S, A và B dưới dạng cụng thức cấu tạo

Bài 57 Khi crăckinh một ankan thu được hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon Biết khối lượng mol của ankan

ban đầu gấp 1,35 lần khối lượng mol trung bình của X Hỏi có bao nhiêu phần trăm (theo số mol) ankan ban đầu đã tham gia phản ứng trên?

(Trớch Tài liệu HSG Lớp 12- Đề 16)

Hướng dẫn giải

Hỗn hợp 3 khí gồm 2 sản phẩm và ankan ban đầu không phản ứng hết

Gọi công thức ankan ban đầu là CnH2n + 2

PTHH CnH2n+2 → CmH2m + Cn –mH2(n-m) + 2

Giả sử lấy 1 mol ankan ban đầu, số mol CnH2n + 2 tham gia phản ứng là x mol tạo ra x mol anken CmH2m

và x mol ankan thấp Cn –mH2(n-m) + 2

Trong hỗn hợp thu được có (1 – x) mol CnH2n+2 ; x mol CmH2m; x mol Cn –mH2(n-m) + 2

Vì khối lượng mol của ankan ban đầu gấp 1,35 lần khối lượng mol trung bình của X

(14n +2)/1,35 = (14n+2)(1-x) + 14mx + (14n -14m +2)x/ [(1-x) +x+x]

Suy ra 1 + x = 1,35  x = 0,35

Vậy phần trăm (theo số mol) ankan ban đầu đã tham gia phản ứng trên là 35%

Bài 58 Hiđrocacbon mạch hở X có chứa 94,12% cacbon, phân tử khối nhỏ hơn 120 Khi thay thế hết các

nguyên tử H linh động trong phân tử X bằng những nguyên tử kim loại M thu được muối Y có chứa 76,6% kim loại Biết rằng M trong muối Y có số oxi hóa là +1

a) Xác định công thức cấu tạo của X và Y, biết phân tử X có tính đối xứng

b) Viết phương trình hóa học biến đổi X thành Y và phương trình phản ứng hợp nước của X (có xúc tác thích hợp)