Giải bài tập SGK Hóa 11 Bài 33: Luyện tập Ankin

Dẫn hỗn hợp khí gồm metan, etilen, axetilen đi qua dung dịch bạc nitrat trong dung dịch manoniac. Khí còn lại được dẫn vào dung dịch brom(dư). Nêu và giải thích các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm.

Phương pháp giải

Chỉ có axetilen phản ứng với dd bạc nitrat trong dung dịch amoniac. 

Khí đi ra là metan và etilen. Cho qua dd brom thì chỉ có etilen phản ứng

Dựa vào hiện tượng: có xuất hiện kết tủa hay không, màu sắc thay đổi của dd để nêu được hiện tượng xảy ra

Hướng dẫn giải

Khi dẫn dòng khí từ từ đi vào dung dịch AgNO₃/NH₃ thì axetilen tác dụng với AgNO₃/NH₃ sinh ra kết tủa màu vàng nhạt:

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ +2NH₄NO₃

Hỗn hợp khí còn lại dẫn vào dung dịch nước brom thì etilen sẽ tác dụng với dung dịch nước brom, làm cho dung dịch nhạt màu:

CH₂=CH₂ +Br₂ → CH₂Br-CH₂Br

Br₂: Dd nâu đỏ; CH₂Br-CH₂Br: Không màu

Còn metan không có phản ứng nào.

Viết phương trình phản ứng hoá học của phản ứng thực hiện sơ đồ chuyển hoá sau:

\(CH_{4} \xrightarrow[ \ ]{ \ (1) \ } C_{2}H_{2} \xrightarrow[ \ ]{ \ (2) \ } C_{4}H_{4} \xrightarrow[ \ ]{ \ (3) \ } C_{4}H_{6} \xrightarrow[ \ ]{ \ (4) \ } \ cao \ su \ buna\)

Phương pháp giải

Để giải bài tập này các em cần nắm được tính chất hóa học của Ankin, dựa vào sơ đồ phản ứng để viết phương trình hóa học

Hướng dẫn giải

2CH₄ (làm lạnh nhanh) → C₂H₂ + 3H₂

2C₂H₂ → CH≡C-CH=CH₂

CH≡C-CH=CH₂ + H₂ → CH₂=CH-CH=CH₂

CH₂=CH-CH=CH₂ → (-CH₂-CH=CH-CH₂-)_n

Viết phương trình hoá học của các phản ứng từ axetilen và các chất vô cơ cần thiết điều chế các chất sau:

a. 1,2-đicloetan

b. 1,2-đibrometen

c. 1,1,2-tribrometan

d. 1,1-đicloetan

e. Buta-1,3- đien

Phương pháp giải

Cần nắm vũng kiến thức về axetilen cũng như phương pháp điều chế axetilen

- Để điều chế 1,2-đicloetan ta cho axetilen tác dụng với H₂

- Để điều chế 1,1-đicloetan ta cho axetilen tác dụng với HCl

- Để điều chế 1,2-đibrom eten ta cho axetilen tác dụng với Brom

- Để điều chế 1,1,2-tribrometan ta cho axetilen tác dụng với Brom

Hướng dẫn giải

Câu a: Phương trình hóa học điều chế 1,2-đicloetan

\(\\ CH \equiv CH + H_{2} \xrightarrow[ \ t^0 \ ]{ \ Pd/PbCO_{3} \ } CH_{2}=CH_{2} \\ CH_{2} = CH_{2}+ Cl_{2} \xrightarrow[ \ ]{ \ \ \ \ } CH_{2}Cl-CH_{2}Cl\)

Câu b: Phương trình hóa học điều chế 1,1-đicloetan

\(\\ CH \equiv CH + HCl \xrightarrow[ \ ]{ \ t^0, \ xt \ } CH_{2}=CHCl \\ CH_{2}=CHCl + HCl \xrightarrow[ \ ]{ \ t^0, \ xt \ } CH_{3}-CHCl_{2}\)

Câu c: Phương trình hóa học điều chế 1,2-đibrom eten

\(CH \equiv CH + Br_{2} \xrightarrow[ \ ]{ \ \ \ \ } CHBr=CHBr\)

Câu d: Phương trình hóa học điều chế buta-1,3-đien

\(\\ 2C_{2}H_{2} \xrightarrow[ \ ]{ \ NH_{4}Cl, \ CuCl \ } CH \equiv C-CH=CH_{2} \\ CH \equiv C-CH=CH_{2} + H_{2} \xrightarrow[ \ t^0 ]{ \ Pd/PbCO_{3} \ } CH_{2}=CH-CH=CH_{2}\)

Câu e: Phương trình hóa học điều chế 1,1,2-tribrometan

\(\\ CH \equiv CH + Br_{2} \xrightarrow[ \ ]{ \ \ \ \ } CHBr = CHBr \\ CHBr = CHBr + HBr \xrightarrow[ \ ]{ \ \ \ \ } CH_{2}Br-CHBr_{2}\)

Khi thực hiện phản ứng nhiệt phân metan điều chế axetilen thu được hỗn hợp X gồm axetilen, hiđro và metan chưa phản ứng hết. Tỉ khối của X so với H₂ bằng 4,4. Tính hiệu suất của phản ứng.

Phương pháp giải

Phương trình hóa học:

                         2CH₄     →     C₂H₂   +     3H₂

n ban đầu             1                 0              0 (mol)

n phản ứng          2x                 x              3x (mol)

n sau phản ứng   1-2x               x              3x (mol)

Tổng số mol khí sau phản ứng: 1 - 2x + x + 3x = 1 + 2x

MX = 4,44.2 = 8,88 (g/mol)

\(\frac{{(1 - 2x).16 + 26x + 2.3x}}{{1 + 2x}} = 8,88\)

→ a = ?

→ %H = ?

Hướng dẫn giải

\(\overline{M} = 4,42.2=8,88\)

Gọi nCH₄ ban đầu là 1

                         2CH₄     →     C₂H₂   +     3H₂

n ban đầu             1                 0              0 (mol)

n phản ứng          2x                 x              3x (mol)

n sau phản ứng   1-2x               x              3x (mol)

Tổng số mol khí sau phản ứng: 1 - 2x + x + 3x = 1 + 2x

Ta có phương trình:

\(\frac{(1-2x).16 + 26.x + 2.3x }{ 1+2x} = 8,88 \Rightarrow x \approx 0,4\)

Hiệu suất phản ứng: \(\frac{0,4}{1}.100 \ \% = 40 \ \%\)

Dẫn 6,72 lit hỗn hợp khí X gồm propan, etilen và axetilen đi qua dung dịch brom dư, thấy còn 1,68 lít khí không hấp thụ. Nếu dẫn 6,72 lit hỗn hợp khí X trên qua dung dịch AgNO₃/NH₃ thấy có 24,24 gam kết tủa. Các thể tích khí đo ở đktc.

a. Viết các phương trình hoá học giải thích các thí nghiệm trên.

b. Tính thành phần phần trăm theo thể tích và theo khối lượng của mỗi khí trong hỗn hợp.

Phương pháp giải

a) Cho qua dd nước brom chỉ có etilen và axetilen phản ứng. Cho qua dd bạc nitrat trong amoniac chỉ có axetien phản ứng

Các phương trình hóa học

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂                (1)

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄              (2)

CH≡CH +2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ + 2NH₄NO₃           (3)

b) Tìm được mol C₂H₂ theo số mol của Ag₂C₂

V_C3H8 = 1,68 (lít) → số mol của C₂H₄ = 0,3 - nC₂H₂ – nC₃H₈

Thành phần phần trăm về thể tích chính là thành phần phần trăm về số mol

- Có số mol mỗi khí → tính được khối lượng hỗn hợp khí → thành phần phần trăm về khối lượng

Hướng dẫn giải

a) Các phương trình hóa học

C₂H₄ + Br₂ → C₂H₄Br₂                     (1)

C₂H₂ + 2Br₂ → C₂H₂Br₄                   (2)

CH≡CH +2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ + 2NH₄NO₃ (3)

b)

Theo PTHH (3)

\(\begin{array}{l}

{n_{{C_2}{H_2}}} = {n_{A{g_2}{C_2}}} = \frac{{24,24}}{{240}} = 0,101(mol)\\

 \to {n_{{C_2}{H_4}}} = \frac{{6,72 - 1,68}}{{22,4}} - 0,101 = 0,124(mol)\\

{n_{{C_3}{H_8}}} = \frac{{1,68}}{{22,4}} = 0,075{\mkern 1mu} (mol)

\end{array}\)

Phần trăm số mol khí cũng là phần trăm thể tích khí:

\(\begin{array}{l}

{V_{{C_2}{H_2}}} = \frac{{0,101}}{{0,3}}.100\%  = 33,7\% \\

 \to {V_{{C_2}{H_4}}} = \frac{{0,124}}{{0,3}}.100\%  = 41,3\% \\

 \to {V_{{C_3}{H_8}}} = 25\%

\end{array}\)

Khối lượng hỗn hợp X là: m_X = 0,101.26 + 0,124.28 + 0,075.44 = 9,398(g)

Phần trăm theo khối lượng của các khí là:

\(\begin{array}{l}

\% {m_{{C_2}{H_2}}} = \frac{{0,101.26}}{{9,398}}.100\%  = 27,9\% \\

 \to \% {m_{{C_2}{H_4}}} = \frac{{0,124.28}}{{9,398}}.100\%  = 36,9\% \\

 \to \% {m_{{C_3}{H_8}}} = 35,2\%

\end{array}\)

Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lit hiđrocacbon X thu được 6,72 lit CO₂ (đktc) X tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃ sinh ra kết tủa Y. Công thức cấu tạo của X là:

A. CH₃-CH=CH₂

B. CH≡CH

C. CH₃-C≡CH

D. CH₂=CH-C≡CH

Phương pháp giải

- Xác định số mol X và CO₂

- Đặt CTPT của X là C_xH_y

- Viết Phương trình đốt cháy X → Dựa vào số mol xác định hệ số x

Mà X tác dụng với AgNO₃/NH₃ sinh ra kết tủa Y, nên X là ???

Hướng dẫn giải

\(\\ n_{X} = \frac{2,24}{22,4} = 0,1 \ (mol) \\ \\ n_{CO_{2}} = \frac{6,72}{22,4} = 0,3 \ (mol)\)

Gọi CTPT của X là \(C_{x}H_{y}\)

               C_xH_y + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O

Theo pt:    1                              x (mol)

Theo đb:   0,1                           0,3 (mol)

\(\Rightarrow x = \frac{0,3}{0,1} = 3 \Rightarrow C_{3}H_{y}\)

Mà X tác dụng với AgNO₃/NH₃ sinh ra kết tủa Y, nên X là \(CH_{3}-C \equiv CH\)

⇒ Đáp án C

Ứng với công thức phân tử C₅H₈ có bao nhiêu ankin đồng phân của nhau?

A. 3

B. 4

C. 2

D. 5

Hãy chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

X tác dụng được với dịch AgN0₃ trong NH₃ sinh ra kết tủa Y → suy luận X phải là ankin có liên kết ba đầu mạch

Tính số mol CO₂ ; tính số mol X

Gọi CTPT của X là C_nH_2n-2 ( n≥ 2)

\(n = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_X}}}\)

Hướng dẫn giải

C₅H₈ có 3 đồng phân ankin:

CH≡C-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-C≡C-CH₂-CH₃

HC≡C-CH(CH₃)-CH₃