SBT Hóa học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon

SBT Hóa học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon | Giải SBT Hóa học lớp 11

Mai Anh Ngày: 16-05-2022 Lớp 11

1.3 K

Tailieumoi.vn giới thiệu Giải sách bài tập Hóa học lớp 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon chi tiết giúp học sinh xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Hóa học 11. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Hóa học 11 Bài 38: Hệ thống hóa về hidrocacbon

Bài 38.1 trang 59 SBT Hóa học 11: Trong các nhận xét dưới đây, nhận xét nào sai ?

A. Khi đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon thì sản phẩm thu được chỉ là CO₂ và H₂O.

B. Nếu sản phẩm của phản ứng đốt cháy hoàn toàn một chất chỉ là CO₂ và H₂O thì chất đem đốt là hiđrocacbon.

C. Khi đốt cháy hoàn toàn một ankan, thì trong sản phẩm thu được, số mol H₂O lớn hơn số mol CO₂.

D. Nếu trong sản phẩm đốt cháy một hiđrocacbon, số mol H₂O lớn hơn số mol CO₂ thì hiđrocacbon đem đốt phải là ankan.

Phương pháp giải:

Hệ thống hóa các loại hiđrocacbon quan trọng: ankan, anken, ankađien, ankin và ankylbenzen về đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí, tích chất hóa học đặc trưng và ứng dụng.

Lời giải:

B sai vì chất đem đốt có thể chứa cả oxi.

$\to$ Chọn B.

Bài 38.2 trang 59 SBT Hóa học 11: Chất nào trong 4 chất dưới đây có thể tham gia cả 4 phản ứng : phản ứng cháy trong oxi ; phản ứng cộng với brom ; phản ứng cộng với H₂ (chất xúc tác Ni, nhiệt độ) ; phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong amoniac ?

A. Etan ; B. Eten ;

C. Axetilen ; D. Xiclopropan.

Phương pháp giải:

Lời giải:

Chất có thể tham gia 4 phản ứng trên đó là axetilen.

$\to$ Chọn C.

Bài 38.3 trang 59 SBT Hóa học 11: Cho các chất: stiren, toluen, isopentan, propin, đivinyl, p-xilen, metylpropen. Trong các chất đó, có mấy chất không phản ứng với nước brom?

A. 2 chất B. 3 chất

C. 4 chất D. 5 chất

Phương pháp giải:

Lời giải:

Có 3 chất không phản ứng với nước brom là: toluen, isopentan, p-xilen

$\to$ Chọn B.

Bài 38.4 trang 59 SBT Hóa học 11: Tên gọi của chất C₆H₅Br là

A. benzen bromua B. benzyl bromua

C. phenyl bromua D. hexyl bromua

Phương pháp giải:

Lời giải:

Tên gọi của chất C₆H₅Br là phenyl bromua

$\to$ Chọn C.

Bài 38.5 trang 60 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp M chứa hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Khi đốt cháy hoàn toàn 13,2 g hỗn hợp M thu được 20,72 lít CO₂ (đktc).

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Phương pháp giải:

+) So sánh số mol CO₂và H₂O => loại hiđrocacbon.

+) Sử dụng phương pháp trung bình => $\bar{n}$ => CTPT hai chất.

+) Gọi số mol mỗi chất là x, y (mol)

+) Dựa vào dữ kiện bài toán lập hệ phương trình 2 ẩn => x, y => phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M

Lời giải:

Số mol CO₂ = $\frac{20, 72}{22, 4} = 9, {25.10}^{- 1} (m o l) .$

Khối lượng C trong đó là : $9, {25.10}^{- 1}$ .12= 11,1(g)

Đó cũng là khối lượng C trong 13,2 g hỗn hợp M.

Khối lượng H trong 13,2 g M là : 13,2 - 11,1 = 2,1 (g)

Số mol $H_{2} O$ tạo thành : $\frac{2, 1}{2}$ = 1,05 (mol)

Vì số mol $H_{2} O$ tạo thành > số mol CO₂ nên hai chất trong hỗn hợp M đều là ankan.

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} + 2} + \frac{3 \bar{n} + 1}{2} O_{2} \to \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} + 1) H_{2} O$

$\frac{\bar{n}}{\bar{n} + 1} = \frac{{9, 25.10}^{- 1}}{1, 05} \Rightarrow \bar{n} = 7, 4$

Công thức phân tử hai chất là $C_{7} H_{16}$ (x mol) và $C_{8} H_{18}$ (y mol).

Khối lượng hai chất là : 100x + 114y = 13,2.

Số mol CO₂ là : 7x + 8y = 9,25.10^-1

$\Rightarrow$ x = 0,75.10^-1 ; y = 0,5.10^-1.

Thành phần phần trăm theo khối lượng :

$C_{7} H_{16}$ chiếm : $\frac{{0, 75.10}^{- 1} .100}{13, 2} .100 % = 56, 8 %$

$C_{8} H_{18}$ chiếm : 100% - 56,8% = 43,2%

Bài 38.6* trang 60 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp khí A chứa hiđro, một ankan và một anken. Dẫn 15,68 lít A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì nó biến thành 13,44 lít hỗn hợp khí B. Dẫn B đi qua bình đựng dung dịch brom thì màu của dung dịch nhạt đi và khối lượng bình tăng thêm 5,6 g. Sau phản ứng còn lại 8,96 lít hỗn hợp khí C có tỉ khối đối với hiđro là 20,25. (Biết các thể tích đo ở đktc ; các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn).

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C.

Phương pháp giải:

+) Tính số mol A

+) Hỗn hợp B chứa 3 chất: ankan ban đầu $C_{n} H_{2 n + 2}$ , ankan mới tạo ra $C_{m} H_{2 m + 2}$ và anken còn dư C_mH_2m $\to$ số mol H₂

+) Khi B qua nước brom thì anken bị giữ lại hết

+) Hỗn hợp C chỉ còn $C_{n} H_{2 n + 2}$ và $C_{m} H_{2 m + 2}$

+) Dựa vào dữ kiện "khối lượng bình tăng thêm 5,6 g" $\to$ m

+) Xác định n $\to$ phần trăm thể tích của từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C

Lời giải:

Số mol các chất trong A là : $\frac{15, 68}{22, 4}$ = 0,7 (mol).

Khi A qua chất xúc tác Ni :

Hỗn hợp B chứa 3 chất: ankan ban đầu $C_{n} H_{2 n + 2}$ , ankan mới tạo ra $C_{m} H_{2 m + 2}$ và anken còn dư C_mH_2m với số mol tổng cộng là : $\frac{13, 44}{22, 4}$ = 0,6 (mol).

Số mol H₂ trong A là : 0,7 - 0,6 = 0,1(mol).

Khi B qua nước brom thì anken bị giữ lại hết:

$C_{m} H_{2 m} + B r_{2} \to C_{m} H_{2 m} B r_{2}$

Hỗn hợp C chỉ còn $C_{n} H_{2 n + 2}$ và $C_{m} H_{2 m + 2}$ với tổng số mol là $\frac{8, 96}{22, 4}$ = 0,4 (mol).

Như vậy, 0,2 mol C_mH_2m có khối lượng 5,6 g, do đó 1 mol C_mH_2m có khối lượng $\frac{0, 56}{0, 2}$ = 28 (g) $\Rightarrow$ m = 2.

CTPT của anken là C₂H₄ ; ankan do chất này tạo ra là C₂H₆.

Trong hỗn hợp C có 0,1 mol C₂H₆ và 0,3 mol $C_{n} H_{2 n + 2}$

Khối lượng hỗn hợp C là : 20,25.2.0,4 = 16,2 (g)

Trong đó 0,1 mol C₂H₆ có khối lượng 3 g và 0,3 mol $C_{n} H_{2 n + 2}$ có khối iượng là 16,2 - 3 = 13,2(g).

Khối lương 1 mol $C_{n} H_{2 n + 2}$ là $\frac{13, 2}{0, 3}$ = 44,0 (g) $\Rightarrow$ n = 3

Hỗn hợp A : C₃H₈ (42,86%); C₂H₄ (42,86%) ; H₂ (14,29%).

Hỗn hợp B : C₃H₈ (50%) ; C₂H₆ (16,67%) ; C₂H₄ (33,33%).

Hỗn hợp C : C₃H₈ (75%) ; C₂H₆ (25%).

Bài 38.7 trang 60 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10 mol. Chia A làm hai phần như nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 2,34 g nước. Phần 2 tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO₃ 0,12M trong NH₃ tạo ra 4,55 gam kết tủa.

Hãy xác định công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng ankin có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.

Phương pháp giải:

+) Dựa vào phương trình đốt cháy ankin => khoảng chặn của số nguyên tử cacbon trong A.

+) Dựa vào dữ kiện đề bài, ;ập phương trình toán học, biện luận để tìm ra công thức phân tử của các ankin.

=> phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A

Lời giải:

Số mol ankin trong mỗi phần = $\frac{0, 1}{2}$ = 0,05 (mol).

Khi đốt cháy hoàn toàn phần (1) :

$C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} - 2} + \frac{3 \bar{n} - 1}{2} O_{2} \to \bar{n} C O_{2} + (\bar{n} - 1) H_{2} O$

Cứ 1 mol $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} - 2}$ tạo ra $(\bar{n} - 1)$ mol H₂O

Cứ $0, {5.10}^{- 1}$ mol $C_{\bar{n}} H_{2 \bar{n} - 2}$ tạo ra $\frac{2, 34}{18}$ = 0,13 mol H₂O

Như vậy trong hỗn hợp A phải có ankin có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,6 tức là phải có $C_{2} H_{2}$ hoặc $C_{3} H_{4}$ .

Nếu có $C_{2} H_{2}$ thì số mol chất này ở phần 2 là : 0,05. $\frac{40}{100}$ = 0,02 (mol).

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ :

$C_{2} H_{2} + 2 A g N O_{3} + 2 N H_{3} \to C_{2} A g_{2} ↓ + 2 N H_{4} N O_{3}$

0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol

Khối lượng 0,02 mol C₂Ag₂ là : 0,02.240 = 4,8 (g) > 4,55 g.

Vậy hỗn hợp A không thể có $C_{2} H_{2}$ mà phải có $C_{3} H_{4}$ .

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ :

$C_{3} H_{4} + A g N O_{3} + N H_{3} \to C_{3} H_{3} A g ↓ + N H_{4} N O_{3}$

0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol

Khối lượng C₃H₃Ag là 0,02.147 = 2,94 (g).

Số mol AgNO₃ đã phản ứng với các ankin là : 0,25.0,12 = 0,03 (mol) : trong đó lượng AgNO₃ tác dụng với $C_{3} H_{4}$ là 0,02 mol, vậy lượng AgNO₃ tác dụng với ankin khác là 0,01 mol.

Trong phần 2, ngoài 0,02 mol $C_{3} H_{4}$ còn 0,03 mol 2 ankin khác. Vậy mà lượng AgNO₃ phản ứng chỉ là 0,01 mol, do đó trong 2 ankin còn lại, chỉ có 1 chất có phản ứng với AgN0₃, 1 chất không có phản ứng :

$C_{n} H_{2 n - 2} + A g N O_{3} + N H_{3} \to C_{n} H_{2 n - 3} A g ↓ + N H_{4} N O_{3}$

0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol

Khối lượng 0,010 mol C_nH₂_n-3Ag là : 4,55 - 2,94 = 1,61(g).

Khối lượng 1 mol $C_{n} H_{2 n - 3} A g$ là 161 g.

14n + 105 = 161 $\Rightarrow$ n = 4.

Công thức phân tử là C₄H₆ và CTCT : $C H_{3} - C H_{2} - C \equiv C H (b u t - 1 - i n)$

Đặt công thức chất ankin chưa biết là $C_{n^{'}} H_{2 n^{'} - 2}$ :

$C_{3} H_{4} + 4 O_{2} \to 3 C O_{2} + 2 H_{2} O$

0,02 mol 0,04 mol

$C_{4} H_{6} + 5, 5 O_{2} \to 4 C O_{2} + 3 H_{2} O$

0,01 mol 0,03 mol

$C_{n^{'}} H_{2 n^{'} - 2} + \frac{3 n^{'} - 1}{2} O_{2} \to n^{'} C O_{2} + (n^{'} - 1) H_{2} O$

0,02 mol 0,02(n' - 1) mol

Tổng số mol $H_{2} O$ : 0,04 + 0,03 + 0,02(n' - 1) = 0,13 $\Rightarrow$ n' = 4.

Chất ankin thứ ba có CTPT $C_{4} H_{6}$ nhưng không tác dụng với AgNO₃nên CTCT là $C H_{3} - C \equiv C - C H_{3} (b u t - 2 - i n)$

Thành phần về khối lượng:

Propin chiếm : 33,1%; but-1-in : 22,3%; but-2-in : 44,6%.

Bài 38.8 trang 60 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp X chứa 3 chất A, B, C đều là đồng đẳng của benzen (các khối lượng mol : M_A < M_B < M_C), trong đó A và C có số mol bằng nhau và cách nhau 2 chất trong dãy đồng đẳng.

Để đốt cháy hoàn toàn 48,8 g hỗn hợp X cần dùng vừa hết 153,6 g O₂.

1. Xác định công thức phân tử của A, B, C biết rằng chất B không có đồng phân là hợp chất thơm.

2. Hãy tính phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp X.

Phương pháp giải:

1. A và B ở trong dãy đó và M_A < M_B vậy A là C₆H₆ và B là C₇H₈. Chất C cách chất A hai chất trong dãy đồng đẳng nghĩa là chất C phải hơn chất A ba nguyên tử cacbon=> C

2.+) Giả sử trong 48,8 g hỗn hợp X có a mol A, b mol B và c mol C

+) Lập hệ phương trình => a, b, c.

+) Tính thành phần phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp X

Lời giải:

1. Trong dãy đồng đẳng của benzen, chỉ có C₆H₆ và C₇H₈ là không có đồng phân là hợp chất thơm.

A và B ở trong dãy đó và M_A < M_B vậy A là C₆H₆ và B là C₇H₈.

Chất C cách chất A hai chất trong dãy đồng đẳng nghĩa là chất C phải hơn chất A ba nguyên tử cacbon. Công thức phân tử chất C là $C_{9} H_{12}$ .

2. Giả sử trong 48,8 g hỗn hợp X có a mol A, b mol B và c mol C ; ta có :

78a + 92b + 120c = 48,8 (1)

a = c (2)

$C_{6} H_{6} + 7, 5 O_{2} \to 6 C O_{2} + 3 H_{2} O$

a 7.5a

$C_{7} H_{8} + 9 O_{2} \to 7 C O_{2} + 4 H_{2} O$

b 9b

$C_{9} H_{12} + 12 O_{2} \to 9 C O_{2} + 6 H_{2} O$

c 12c

7,5a + 9b + 12c = $\frac{153, 6}{32}$ = 4,8 (3)

Giải hệ (1), (2), (3), tìm được a = c = 0,2 ; b = 0,1.

Từ đó tính được thành phần phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp X :

$C_{6} H_{6}$ : 31,9%; $C_{7} H_{8}$ : 18,9%; $C_{9} H_{12}$ : 49,2%

Bài 38.9 trang 60 SBT Hóa học 11: Hỗn hợp khí A chứa một ankan và một ankin. Lấy 2,24 lít (đktc) A cho sục vào qua dung dịch AgNO₃ trong amoniac (lấy dư) thì thể tích khí giảm đi 20% và thu được 2,94g kết tủa. Khí đi ra khỏi dung dịch AgNO₃ được đốt cháy hoàn toàn rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ (dư) tạo ra 16g kết tủa.

Xác định công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A.

Phương pháp giải:

+) Chỉ có ankin tác dụng với AgNO₃ trong amoniac

+) n_ankin = n_{kết tủa $\to$} Gốc R

+) Gọi ankan có CTTQ: $C_{n} H_{2 n + 2}$

+) Viết PTHH: $\begin{aligned} C_{n} H_{2 n + 2} + (\frac{3 n + 1}{2}) O_{2} \to n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O \\ C O_{2} + C a (O H)_{2} \to C a C O_{3} + H_{2} O \end{aligned}$

+) Tính theo PTHH $\to$ n $\to$ CTPT ankan.

$\to$ phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A

Lời giải:

$n_{a n k i n} = \frac{2, 24 \times 20}{22, 4 \times 100} = 0, 02 (m o l)$

Chỉ có ankin tác dụng với AgNO₃ tạo kết tủa

Ta có: n_ankin = n_{kết tủa}= 0,02 mol → M _{kết tủa}= 2,94: 0,02 = 147 (g/mol)

$R - C \equiv C - A g = 147 \to R = 15$

→ ankin là $C H_{3} - C \equiv C H (p r o p i n)$

$\begin{aligned} C_{n} H_{2 n + 2} + (\frac{3 n + 1}{2}) O_{2} \to n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O \\ C O_{2} + C a (O H)_{2} \to C a C O_{3} + H_{2} O \end{aligned}$