Tổng hợp bài tập về Hydrocacbon

21 HYDROCACBON II.1 – BÀI TẬP GIÁO KHOA I.1.1 BÀI TẬP VỀ CÔNG THỨC CẤU TẠO – ĐỒNG ĐẲNG – ĐỒNG PHÂN – DANH PHÁP I.1.1.1 Bài tập về đồng đẳng v Phương pháp : Có 2 cách xác định dãy đồng đẳng của các hydrocacbon : - Dựa vào định nghĩa đồng đẳng - Dựa vào electron hóa trị để xác định Lưu ý : C luôn có hóa trị IV tức là có 4e hóa trị nC sẽ có 4ne hóa trị H luôn có hóa trị I tức là có 1e hóa trị - Parafin chính là ankan, dãy đồng đẳng parafin chính là dãy đồng đẳng của CH4. - Olefin chính là anken, dãy đồng đẳng olefin chính là dãy đồng đẳng của C2H4 - Ankadien còn được gọi là đivinyl - Aren : dãy đồng đẳng của benzen. - Hydrocacbon : CxHy : y chẵn, y £ 2x + 2 v Bài tập ví dụ : Ví dụ 1: Viết CTPT một vài đồng đẳng của CH4. Chứng minh công thức chung của dãy đồng đẳng của CH4 là CnH2n+2. GIẢI : Dựa vào định nghĩa đồng đẳng, CTPT các đồng đẳng của CH4 là C2H6, C3H8, C4H10,…, C1+kH4+2k Chứng minh CTTQ dãy đồng đẳng metan CH4 là CnH2n+2 : 22 Cách 1: Dựa vào định nghĩa đồng đẳng thì dãy đồng đẳng của metan phải là: CH4 + kCH2 = C1+kH4+2k Tìm mối liên hệ giữa số nguyên tử C và số nguyên tử H Đặt SnC = 1 + k = n SnH = 4 + 2k = 2(k + 1) + 2 = 2n + 2 Vậy dãy đồng đẳng farafin là CnH2n+2 (n ³ 1) Cách 2: Dựa vào số electron hóa trị : - Số e hóa trị của nC là 4n - Số e hóa trị của 1C dùng để liên kết với các C khác là 2 Þ Số e hóa trị của nC dùng để liên kết với các C khác là [2(n-2)+2] = 2n–2 (vì trong phân tử chỉ tồn tại liên kết đơn) (Sở dĩ “+2” vì 1C đầu mạch chỉ liên kết với 1C nên dùng 1e hóa trị, 2C đầu mạch dùng 2e hóa trị. - Số e hóa trị dùng để liên kết với H: 4n–2n-2 = 2n + 2 - Vì mỗi nguyên tử H chỉ có 1 e hóa trị nên số e hóa trị của (2n +2)nguyên tử H trong phân tử là 2n + 2. Þ Công thức chung của ankan là CnH2n+2 (n ³ 1) Cách 3: Metan có CTPT CH4 dạng CnH2n+2 Þ dãy đồng đẳng của ankan là CnH2n+2 Ví dụ 2: CT đơn giản nhất của 1 ankan là (C2H5)n. Hãy biện luận để tìm CTPT của chất trên. GIẢI : CT đơn giản của ankan là (C2H5)n. Biện luận để tìm CTPT ankan đó: Cách 1: Nhận xét: CT đơn giản trên là 1 gốc ankan hóa trị 1 tức có khả năng kết hợp thêm với 1 gốc như vậy nữa Þ n = 2 Þ CTPT ankan C4H10 Cách 2: Cách 3: CTPT của ankan trên : (C2H5)n = CxH2x+2 Þ 2n = x và 5n = 2x + 2 Þ 5n = 2.2n + 2 Þ n = 2. Þ CTPT ankan : C4H10 Ankan trên phải thỏa điều kiện số H £ 2.số C + 2 Þ 5n £ 2.2n + 2 Þn £ 2 n =1 thì số H lẽ Þ loại n= 2 Þ CTPT ankan là C4H10 (nhận) Vậy CTPT ankan là C4H10 23 Ví dụ 3 : Phân biệt đồng phân với đồng đẳng. Trong số những CTCT thu gọn dưới đây, những chất nào là đồng đẳng của nhau? Những chất nào là đồng phân của nhau.? CH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH3 CH3CHClCH3 (CH3)2CHCH3 CH3CH2CH=CH2 CH3CH=CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 C=CH2CH3 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) GIẢI : · Phân biệt đồng phân với đồng đẳng : xem I.2.2/12 · Những chất là đồng đẳng của nhau là : 1 và 5 hoặc 1 và 3(ankan); 6 và 7 hoặc 6 và 9 (anken). · Những chất là đồng phân của nhau : 2 và 4; 3 và 5; 6 và 9 và 8. v Bài tập tương tự : 1) Viết CTPT một vài đồng đẳng của C2H4. Chứng minh CTTQ của dãy đồng đẳng của etilen là CnH2n , n ³ 2 nguyên 2) Viết CTPT một vài đồng đẳng của C2H2 . Chứng minh CTTQ của dãy đồng đẳng của axetilen là CnH2n-2, n ³ 2 nguyên 3) Viết CTPT một vài đồng đẳng của C6H6. Chứng minh CTTQ của các aren là CnH2n-6, n ³ 6 nguyên II.1.1.2 Bài tập về đồng phân – danh pháp : v Phương pháp viết đồng phân : Bước 1: - Từ CTPT suy ra chất thuộc loại hydrocacbon đã học nào. - Viết các khung cacbon Bước 2 :- Ứng với mỗi khung cacbon, di chuyển vị trí liên kết bội (nếu có), di chuyển vị trí các nhóm thế (nếu có). - Nếu có nối đôi hoặc vòng trong CTCT của chất thì xét xem có đồng phân hình học không. Bước 3 : - Điền Hidro. Lưu ý : làm xong phải kiểm tra lại xem các nguyên tố đã đúng hóa trị chưa. 24 v Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : a) Nêu điều kiện để một phân tử có đồng phân hình học? b) Viết tất cả các CTCT các đồng phân của C5H10; Trong các đồng phân đó, đồng phân nào có đồng phân hình học? Đọc tên các đồng phân đó. GIẢI : a) Điều kiện để một phân tử có đồng phân hình học (đồng phân cis-trans) : Xét đồng phân : C=C a b fd Điều kiện : a ¹ d và b ¹ f - Nếu a > d và b>f (về kích thước phân tử trong không gian hoặc về phân tử lượng M)* ta có đồng phân cis. - Nếu a > d và b<f (*) ta có đồng phân trans b) Các đồng phân của C5H10. - Ứng với CTPT C5H10, chất có thể là penten hoặc xiclopentan. - Các đồng phân mạch hở của penten. CH2 CH CH2 CH2 CH3 penten-1 CH3 CH CH CH2 CH3 penten-2 CH3CH3 C CH CH3 2-metylbuten-2 (3-metylbuten-2 : sai) CH3 CH CH3 CH CH2 3-metylbuten-1 - Xét đồng phân cis-trans : Chỉ có penten-2 mới thỏa điều kiện để có đồng phân hình học ở trên . C=C CH3 H C2H5 H Cis-penten-2 C=C CH3 H H C2H5 Trans-penten-2 Các đồng phân mạch vòng xicloankan xiclopentan CH3 metylxiclobutan CH3 CH3 1,2-dimetylxiclopropan CH2 C CH2 CH3 CH3 2-metylbuten-1 25 C2H5 etylxiclopropan CH3 CH31,1-dimetylpropan Ví dụ 2 : Xác định CTCT của một chất có nhiều đồng phân. Cho biết CTCT của pentan trong các trường hợp sau : a) Tác dụng với Cl2 (askt) tỉ lệ 1:1 cho 4 sản phẩm. b) Khi cracking cho 2 sản phẩm. GIẢI : Đối với loại bài tập này thì làm các bước sau : Bước 1 : Viết tất cả các khung mạch C ứng với CTPT đề bài cho (nháp) Bước 2 : Thực hiện các phản ứng theo đề bài và xác định số sản phẩm. CTCT nào thỏa mãn số sản phẩm đề bài thì ta chọn (nháp) Bước 3 : Xác định lại CTCT vừa tìm được, viết ptpứ chứng minh. (vở) Ứng với pentan C5H12 có các dạng khung C sau : C C C C C C C C C C C C C C C (1) (2) (3) 1 2 3 4 5 1 2 3 4 1 2 3 a) Khi thực hiện phản ứng thế : (1) có 3 vị trí thế (C1, C2, C3) ® tạo 3 sản phẩm (loại) (2) có 4 vị trí thế (C1, C2, C3, C4) ® tạo 4 sản phẩm (nhận) (3) có 1 vị trí thế (C1 hoặc C3) ® tạo một sản phẩm (loại) Vậy CTCT của pentan là (2) : 2-metylbutan (isopentan) Ptpứ : CH3 CHCH2 CH3 CH3 (2) 1 2 3 4 + Cl2 askt CH2Cl CH CH2 CH3 CH3 CH3 CCl CH2 CH3 CH3 CH3 CH CHCl CH3 CH3 CH3 CH CH2 CH2Cl CH3 b) Tượng tự : CTCT của pentan là (3): 2,2-dimetylpropan (neopentan), khi cracking chỉ cho 2 sản phẩm : CH3 C CH3 CH3 CH3 (3) 1 2 3 cracking,to CH2 C CH3 CH3 + CH4 Ví dụ 3 : 26 Viết CTCT của các chất có tên sau và gọi tên lại cho đúng nếu cần : a) 3,3-Diclo-2-etyl propan b) 4-Clo-2-isopropyl-4-metylbuten-2 c) 2-isopropyl penten-1 GIẢI : Đối với loại bài này thì nguyên tắc là từ tên gọi viết CTCT của chất đó. Sau đó xét xem người ta đã gọi tên đúng chưa bằng cách chọn mạch chính, đánh số chỉ vị trí nhánh…nếu sai thì gọi tên lại. a) 3,3-Diclo-2-etylpropan CH3 CH CH Cl Cl CH2 CH3 12 3 4 1,1-Diclo-2-metylbutan (tên sai do chọn mạch chính 3C chưa phải là mạch dài nhất) b) 4-Clo-2-isopropyl-4-metylbuten-2 CH3 C CH CH CH CH3 Cl CH3 CH3 1 2 3 4 5 6 c) 2-isopropylpenten-1 CH2 C CH2 CH2 CH3 CH CH3 CH3 CH CH3 CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 (i) (ii) Cách đọc tên trên là đúng. Nếu chọn mạch chính là 6C (ii) là sai vì mạch này không chứa nối đôi. v Bài tập tương tự : 1) Viết CTCT của chất X có CTPT C5H8. Biết rằng khi hydro hóa chất X, ta thu được isopren. Mặt khác, chất X có khả năng trùng hợp cho ra cao su tổng hợp. Đọc tên danh pháp IUPAC các đồng phân mạch hở của X 2) Cho aren có CTPT C8H10. viết CTCT và gọi tên các đồng phân của A. 3) Viết CTCT và gọi tên lại cho đúng nếu cần. Xét xem đồng phân nào có đồng phân hình học. a) 1,2- Diclo-1-metyl hexan b) 2,3,3-Tri metyl butan c) 1,4-Dimetyl xiclobutan. c) Diallyl d) 3-allyl-3-metylbuten-1 Cách gọi tên trên sai vì chọn mạch chính sai. Tên đúng là : 5-Clo-2,3-Dimetylhexen-3 27 to e) 2,2,5,5- tetrametylhexin-3 f) 3-metylpentin-1 II.1.2 CHUỖI PHẢN ỨNG – ĐIỀU CHẾ v Phương pháp : 1) Muốn làm bài tập chuỗi phản ứng cần lưu ý : - Mỗi mũi tên chỉ viết một phương trình phản ứng. - Bắt đầu từ phản ứng trong đó có CTCT của một chất ta đã biết chính xác (phản ứng không được sai CTCT của chất) dựa vào các điều kiện phản ứng suy luận tìm ra các chất còn lại. - Xem trong chuỗi có phản ứng nào cắt bớt mạch hay tăng mạch cacbon không. 2) Các phản ứng cắt bớt mạch hoặc cắt đứt mạch cacbon thì dùng các phản ứng : - Cắt bớt mạch thì dùng cách nhiệt phân muối : R – COONa + NaOH(r) ¾¾¾ ®¾ caotCaO, o RH ­ + Na2CO3 - Cách đứt thì dùng phương pháp cracking C4H10 t o C2H4 + C2H6 C3H6 CH4 + 3) Nối dài thêm (tăng mạch) cacbon : dùng một trong hai cách đơn giản của chương trình hóa học phổ thông : a) Trùng hợp : 2HC º CH ¾¾¾¾¾ ®¾ C o 4Cl,100NHCuCl, CH2=CH-C º CH b) Nối hai gốc ankyl : R–Cl + 2Na + R’–Cl ® R–R’ + 2NaCl 3) Bài tập điều chế là một dạng khác của chuỗi phản ứng, ở đây đề bài chỉ cho biết nguyên liệu ban đầu và yêu cầu điều chế một chất nào đó. Để làm được bài này, học sinh phải nhớ và viết các ptpứ trung gian có ghi kèm đầy đủ điều kiện phản ứng. Có nhiều cách điều chế khác nhau với cùng một bài điều chế. Lưu ý : nếu đề bài yêu cầu viết sơ đồ điều chế (hoặc sơ đồ tổng hợp) thì ta chỉ cần viết dưới dạng một chuỗi phản ứng từ nguyên liệu đến sản phẩm, trên các mũi tên có ghi kèm điều kiện phản ứng. * Thành phần chủ yếu của : - Khí thiên nhiên : chủ yếu là Metan (90%), còn lại là etan, propan, butan và một số đồng đẳng cao hơn. - Khí cracking : Hydrocacbon chưa no (C2H4, C3H6, C4H8), ankan (CH4, C2H6, C4H10) và H2. - Khí than đá : chủ yếu là H2(60%), CH4 (25%) còn lại là CO, CO2, N2… - Khí lò cao : CO2, CO, O2, N2,… v Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : Chuỗi phản ứng cho biết CTPT các chất : 28 Hoàn thành chuỗi phản ứng sau : C2H5COONa ¾®¾ )1( C2H6 ¾®¾ )2( C2H5Cl ¾®¾ )3( C4H10 ¾®¾ )4( CH4 ¾®¾ )5( CO2 GIẢI : Nhận xét : đề bài đã cho biết CTPT các chất, ta chỉ cần nhớ và viết phản ứng có đầy đủ điều kiện để hoàn thành phản ứng không cần suy luận nhiều. Loại bài này thường được dùng để trả bài hoặc làm bài tập cơ bản trong tiết bài tập. (1) cắt bớt mạch Þ nhiệt phân muối. (3) tăng mạch cacbon Þ nối hai gốc ankyl. Ptpư : (1) C2H5COONa + NaOH (r) ¾¾¾ ®¾ caotCaO, o C2H6 + Na2CO3 (2) C2H6 + Cl2 ¾®¾ kts'a' C2H5Cl + HCl (3) C2H5Cl + 2Na + C2H5Cl ¾®¾ ot C4H10 (4) C4H10 ¾¾ ®¾Cracking CH4 + C3H6 (5) CH4 + 2O2 ¾® CO2 + 2H2O Ví dụ 2 : Đề bài không cho biết CTPT của các chất nhưng cho biết điều kiện phản ứng. + Viết phương trình phản ứng, xác định CTCT các chất : AlC3 + L ® E + X (1) E ¾¾¾ ®¾ lln,1500 O C Y + Z (2) CH3COOH + Y ¾®¾ xt,t o A (3) nA ¾¾ ®¾trunghop B (4) GIẢI : Phân tích đề : Điều kiện phản ứng chính là dấu hiệu suy luận tìm CTCT các chất. - Dựa vào (2) Þ E : CH4 - Y hoặc là C2H2 hoặc H2 (4)A có phản ứng trùng hợp Þ trong phân tử A có C=C; (3) CH3COOH + Y ® A Þ Y là C2H2 và Z : H2. (1) Þ L : H2O; X : Al(OH)3 (3) CH3COOH + C2H2(Y) ® CH3COOCH =CH2 (A) (4) Þ (B) : CH CH2 OCOCH3 n Ptpứ : Al4C3 + 12H2O ® 3CH4 + 4Al(OH)3 2CH4 ¾¾¾ ®¾ lln,1500 O C C2H2 + 3H2 CH3COOH + HC º CH ¾¾ ®¾ + ot,Hg2 CH2=CHOCOCH3 29 Rượu 600oC, cacbon hoaït tính n CH CH2 OCOCH3 nCH2=CHOCOCH3 xt,to,p Ví dụ 3: Đề bài không cho điều kiện phản ứng, chỉ cho biết duy nhất CTPT của một chất + Bổ túc chuỗi phản ứng sau : A ® D + F D ® F + C F + Br2 ® G G + KOH ® J + …+… J ® B (tam hợp) B + Cl2 ® C6H6Cl6 J + C ® D 2J ® X X + C ® E GIẢI : Nhận xét : giữa các phản ứng đều có mối liên hệ với nhau, mỗi chữ cái ứng với một chất nhất định và các chất không trùng nhau. Ở bài này, từ phản ứng tạo 666, ta tìm được B, dựa vào các dấu hiệu khác, suy luận tìm ra các chất còn lại Phân tích đề : B + Cl2 ® C6H6Cl6 Þ B : C6H6 J ® B Þ J : C2H2 F + Br2 ® G Þ G có hai nguyên tử Brom trong phân tử. Mà G + KOH ® C2H2 (J) Þ G : C2H4Br2 Þ F : C2H4 C2H2(J) + C®D Þ C : H2 và D : C2H6 (D không thể là C2H4 được vì trùng F) D®C2H4(F) + C A ® D(C2H6) + F(C2H4) Þ A : C4H10 Vậy A : C4H10; C:H2 ; D:C2H6 ; F : C2H4; G:C2H4Br2 ; J:C2H2 Ptpứ : C4H10 ¾¾¾ ®¾ otCracking , C2H6 + C2H4 C2H6 ¾®¾ ot C2H4 + H2 C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 C2H4Br2 + 2KOH ¾® C2H2 + 2KBr + 2 H2O 3C2H2 C6H6 C6H6 + 3Cl2 ® C6H6Cl6 C2H2 + 2H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 30 Ví dụ 4 : Viết sơ đồ phản ứng tổng hợp PVC từ đá vôi và than đá. GIẢI : Sơ đồ : CaCO3 CaO CaC2 C2H2 C2H3Cl CH2 CH Cl n 1000oC + C loø ñieän + H2O + HCl truøng hôïp v Bài tập tương tự : Hoàn thành các chuỗi phản ứng sau. Ghi đầy đủ điều kiện phản ứng : 1) Röôïu butylic (1) Butilen Butan Metan axetilen PE Etilen glicol Etilen(2) (3) (4) (5) (6) (7) 2) C2H4 C2H5OH C2H4 Etyl Clorua Etilen glicol PE (1) (2) (3) (4) (5) 3) CH3COONa Al4C3 C3H8 C CH4 CO2 CH3Cl (1) (2) (3) (4) (5) (6) C2H2 4) Ankan A B xt,to D E PP cao su Isopren C CH2 CH3 CH3 n 5) Đá vôi®vôi sống®canxicacbua®axetilen®vinyl axetilen®Divinyl®caosu Buna 6*) 31 CxHy(A) A1 B1 A2 A3 TNT B2 B3 Etylen Đáp án : A: CH4; A1:C2H2 ; A2 :C6H6 ; A3: C6H5CH3; B1:C2H6 ; B2: C2H5Cl; B3: C2H5OH 7*) CxHy(X) X1 X2 cao su Buna X4 (1) (2) + X3 (3) (4) (5) C2H5OH X4 (6) (7) Đáp án : X:C2H2; X1:C4H4 (vinyl axetilen); X2 : C4H6 (Butadien-1,3) ; X3: C6H5CH=CH2; X4: C2H4; X5: C2H5OH 8*) +H2 H2Oxt Buna SBunaN A6 A5A4A3A2A1A to Biết A và A3 có cùng số C. Đáp án : A:C4H10; A1:C2H4; A2: C2H5OH; A3 :C4H6 (Divinyl); A5:C4H8; A6:CH3- CH(OH)-CH3 9*) Từ khí thiên nhiên viết phương trình phản ứng điều chế caosu Isopren, cao su Cloropren, Caosu Buna N, CCl4. Cho các chất vô cơ và điều kiện thí nghiệm coi như đủ. 10) Viết phương trình phản ứng tổng hợp tổng hợp caosu từ chất đầu là isopentan. Các điều kiện phản ứng và các chất vô cơ coi như đủ. 11) Viết phương trình phản ứng điều chế C2H5OH từ khí cracking. 32 II.1.3 TÁCH – TINH CHẾ II.1.3.1 Tách các hydrocacbon : v Nguyên tắc : Tách rời là tách riêng tất cả nguyên chất ra khỏi hỗn hợp bằng cách tách dần từng chất một. Thí nghiệm này khó, đòi hỏi phải chọn hoá chất thích hợp để tách và hoàn nguyên lại chất đó. Sơ đồ : A,B A (nguyeân chaát) BX + X + Y B (nguyeân chaát) XY (loaïi boû) v Phương pháp: * Phương pháp vật lý : - Phương pháp chưng cất để tách rời các chất lỏng hòa lẫn vào nhau, có thể dùng phương pháp chưng cất rồi ngưng tụ thu hồi hóa chất. - Phương pháp chiết (dùng phễu chiết) để tách riêng những chất hữu cơ tan được trong nước với các chất hữu cơ không tan trong nước (do chất lỏng sẽ phân thành 2 lớp) - Phương pháp lọc (dùng phễu lọc) để tách các chất không tan ra khỏi dd. * Phương pháp hóa học : - Chọn những phản ứng hóa học thích hợp cho từng chất để lần lượt tách riêng các chất ra khỏi hỗn hợp, đồng thời chỉ dùng những phản ứng hóa học mà sau phản ứng dễ dàng tái tạo lại các chất ban đầu. - Một số phản ứng tách và tái tạo: Hidrocacbon Phản ứng để tách Phản ứng tái tạo Phương pháp thu hồi Anken c c R-CH=CH2 + Br2 ® R-CHBr-CH2Br R-CHBr-CH2Br ¾¾ ®¾ C o tZn, R-CH=CH2 Thu lấy khí anken bay ra (hoặc chiết lấy anken lỏng phân lớp) Etilen CH2=CH2 CH2=CH2 + H2SO4 ®CH3–CH2OSO3H CH3–CH2OSO3H ¾¾ ®¾ C o tZn, CH2=CH2 +H2SO4 33 Ankin-1 và axetilen R-C º CH 2R-C º CH + Ag2O ¾¾¾ ®¾ C o 3 t,NH 2R-C º CAg + 2H2O R–CºCAg + HCl ® R–CºCH + AgCl¯ Lọc bỏ kết tủa để thu hồi ankin lỏng hoặc thu lấy ankin khí. Benzen và các đồng đẳng của benzen Không tan trong nước và trong các dd khác nên dùng phương pháp chiết để tách. - Nếu có anken và ankin thì tách ankin trước bằng dd AgNO3/NH3 vì ankin cũng cho phản ứng cộng với dd Br2 như anken. v Bài tập ví dụ : Tách riêng từng khí ra khỏi hỗn hợp khí gồm CH4, C2H4, C2H2 và CO2. GIẢI : Nhận xét: CO2 tan trong dd nước vôi trong, CH4, C2H4, C2H2 thì không, nên dùng các phản ứng ở bảng trên để tách: Sơ đồ tách CH4 C2H2 C2H4 CO2 Dd Ca(OH)2 CaCO3 CH4 C2H4 C2H2 Dd AgNO3/NH3 AgC CAg (vaøng) CH4 C2H4 Dd Brom C2H4Br2 Zn C2H4to CH4 to CO2 HCl C2H2 Lời giải và phương trình phản ứng: · Dẫn hỗn hợp khí qua dd Ca(OH)2 dư, thu được ¯ CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O · Thoát ra ngoài là hỗn hợp khí CH4, C2H4, C2H2 được dẫn qua dd AgNO3/NH3 thì C2H2 bị giữ lại trong ¯ C2Ag2, các khí CH4, C2H4 thoát ra C2H2 + 2AgNO3 (dd) + 2NH3 ® C2Ag2¯ + 2NH4NO3 · Tiếp tục dẫn hỗn hợp khí CH4, C2H4 qua dd nước Br thì C2H4 bị giữ lại, CH4 thoát ra ta thu được CH4­. C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 · Tái tạo CO2 bằng cách nhiệt phân kết tủa CaCO3 · Tái tạo C2H2 bằng cách cho kết tủa C2Ag2 tác dụng với dd HCl C2Ag2 + 2HCl ® C2H2­ + 2AgCl¯ · Tái tạo C2H4 bằng cách cho chất lỏng C2H4Br2 tác dụng với Zn/rượu: 34 C2H4Br2 röôïu C2H4 + ZnBr2+ Zn v Bài tập tương tự : Tách rời các khí sau ra khỏi hỗn hợp gồm : a) Benzen, styren, phenol b) NH3, butin-1, butadien và butan c) Khí HCl, butin-1 và butan II.1.3.2 Tinh chế : v Nguyên tắc : Tinh chế là làm sạch hóa chất nguyên chất nào đó bằng cách loại bỏ đi tạp chất ra khỏi hỗn hợp (nguyên chất và tạp chất). v Phương pháp : Dùng hóa chất tác dụng với tạp chất mà không phản ứng với nguyên chất tạo ra chất tan hoặc tạo ra chất kết tủa lọc bỏ đi. Sơ đồ tinh chế : A,B A(nguyeân chaát) BX (loaïi boû) +X Trong đó X là hóa chất ta phải chọn để tác dụng với B để loại B ra khỏi hỗn hợp. v Bài tập ví dụ : Các phương trình phản ứng đều là những phương trình phản ứng quen thuộc đã gặp ở trên. Do đó ở phần hướng dẫn giải chỉ đưa ra các sơ đồ tinh chế. Ví dụ 1 : Tinh chế (làm sạch) Propilen có lẫn propin, propan và khí sunfurơ GIẢI : Lưu ý : SO2 và C3H6 đều làm cho phản ứng với dd Brom nên phải tách SO2 trước rồi mới dùng dd Brom để tách lấy C3H6 ra khỏi hỗn hợp rồi tinh chế. Sơ đồ tinh chế ddAgNO3/NH3 C3H6 C3H4 C3H8 SO2 C3H6,C3H8 SO2 CH3C2Ag dd Ca(OH)2 CaSO3 C3H6 C3H8 ddBr2 C3H8 C3H6Br2 Zn C3H6 Ví dụ 2: 35 Tinh chế C6H6 có lẫn C6H12, C6H5CH3 GIẢI : Sơ đồ : ddBr2 C6H6 C6H12 C6H5CH3 C6H12Br2 C6H6 C6H5CH3 DdKMnO4 C6H6 C6H5COOH Ví dụ 3: Tinh chế Styren có lẫn benzen, toluen, hexin-1. GIẢI : Sơ đồ : C8H8 ZnC8H8Br2 C6H6 C6H5CH3ddBr2 C6H5C CAg C8H8,C6H6 C6H5CH3ddAgNO3/NH3 C8H8 C6H6 C6H5CH3 C5H11C CH v Bài tập tương tự : 1) Tinh chế C3H8 lẫn NO2 và H2S, hơi nước 2) Tinh chế C2H6 lẫn NO, NH3, CO2 3) Làm sạch etan có lẫn etilen và làm sạch etilen có lẫn etan. 4) Làm sạch etan có lẫn axetilen và ngược lại 5) Làm sạch etilen có lẫn axetilen và ngược lại. 36 II.1.4 NHẬN BIẾT – PHÂN BIỆT v Phương pháp: Tổng quát: - Làm thí nghiệm với các mẫu thử + Chỉ dùng những phản ứng đặc trưng của hidrocacbon để nhận biết + Các phản ứng dùng để nhận biết phải đơn giản, dễ thực hiện và dấu hiệu phản ứng quan sát được (màu sắc, ¯, sủi bọt khí, …) - Khi có cả chất hữu cơ và vô cơ nên phân biết chất vô cơ trước, nếu được. Cách nhận biết vài chất khí vô cơ quen thuộc: · CO2, SO2 : làm đục nước vôi trong nhưng SO2 tạo kết tủa vàng khi sục vào dd H2S hoặc làm mất màu nâu đỏ của dd nước Brom. 2H2S + SO2 ¾® 3S¯(vàng) + H2O SO2 + Br2 + H2O ¾® 2HBr + H2SO4 · H2O (hơi) : đổi màu trắng của CuSO4 khan thành xanh · N2, khí trơ : không cháy · NH3 : làm xanh màu quì tím ẩm hoặc tạo khói trắng (NH4Cl) với khí HCl · HCl (khí) : làm quì tím ẩm hóa đỏ hoặc tạo khói trắng với NH3(khí) · HCl (dd) : làm đỏ quì tím , sủi bọt CO2 với CaCO3. · NO : chuyển thành nâu khi gặp không khí (NO + ½ O2 ® NO2­) Đỏ nâu · NO2 : khí màu nâu đỏ · H2 : cho qua CuO nung nóng, CuO chuyển từ màu đen sang màu đỏ. CuO + H2 ¾® Cu + H2O (đen) (đỏ) · CO : cho lội qua dd PdCl2, sản phẩm khí thu được cho sục vào dd nước vôi trong dư thì nước vôi trong bị đục. CO + PdCl2 + H2O ¾® CO2 + Pd + 2HCl CO2 + Ca(OH)2 ¾® CaCO3¯ + H2O Thứ tự tương đối để nhận biết các hydrocacbon Hidrocacbon Thuốc thử Dấu hiệu Phương trình phản ứng Ankin đầu mạch dd AgNO3/NH3 ¯vàng nhạt CHºCH + 2AgNO3 + 2NH3 ® AgCºCAg¯ + 37 2NH4NO3 Dd Br2 màu nâu đỏ Màu nâu đỏ của dd Br2 bị nhạt hay mất màu CnH2n+2-2k + kBr2 ®CnH2n+2Br2k CxHy chưa no (anken, akin, ankadien, …) Dd KMnO4l (tím) Màu tím của dd KMnO4 bị nhạt hay mất màu Benzen & ankan Cl2, a’s’kt Chỉ benzen tạo mù trắng Toluen Dd KMnO4l Mất màu tím C6H5CH3 + 3[O] ¾¾¾ ®¾ 4ddKMnO C6H5COOH + H2O v Những điểm cần lưu ý thêm khi nhận biết các hydrocacbon : 1) Phân biệt anken với các hydrocacbon mạch hở khác có số liên kết p nhiều hơn Bằng cách lấy cùng thể tích như nhau của các hydrocacbon rồi nhỏ từng lượng dd Br2 (cùng nồng độ) vào. Mẫu nào có thể tích Br2 bị mất màu nhiều hơn ứng với hydrocacbon có số liên kết p nhiều hơn. 2) Phân biệt axetilen với các ankin-1 khác - Bằng cách cho những thể tích bằng nhau của các chất thử tác dụng với lượng dư dd AgNO3 trong NH3 rồi định lượng kết tủa để kết luận. CH º CH + 2AgNO3 + 2NH3 ¾® AgC º CAg + 2NH4NO3 R – C º CH + AgNO3 + NH3 ¾® R – C º CAg + NH4NO3 3) Phân biệt ankin-1 với các ankin khác Ankin-1 tạo kết tủa vàng nhạt với dd AgNO3 trong NH3 4) Phân biệt benzen và đồng đẳng khác của benzen Benzen không làm mất màu dd thuốc tím (KMnO4) trong khi các đồng đẳng của benzen làm mất màu hoặc nhạt màu dd thuốc tím. * Nếu hỗn hợp phức tạp nên lập bảng để nhận biết * Lưu ý: từ hiện tượng suy ra chất Vd: Khi làm đục nước vôi trong và tạo ¯ vàng với dd H2S là SO2 (Đ) Khí SO2 làm đục nước vôi trong và tạo ¯ vàng với dd H2S là SO2 (Đúng về mặt khoa học nhưng khi nhận biết như vậy là sai qui tắc) v Bài tập ví dụ : Nhận biết các lọ khí mất nhãn : 38 Bài 1: a)N2, H2, CH4, C2H4, C2H2 b) C3H8, C2H2, SO2, CO2. GIẢI : a) N2, H2, CH4, C2H4, C2H2 Có 3 cách giải : Cách 1 : Nhận xét: - N2 : không cho phản ứng cháy - H2 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy không làm đục nước vôi trong - CH4 : phản ứng cháy, sản phẩm cháy làm đục nước vôi trong - Các khí còn lại dùng các phản ứng đặc trưng để nhận biết. Tóm tắt cách giải: - Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử. - Dẫn lần lượt các khí đi qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo được kết tủa vàng là C2H2 ddAgNO3/NH3 + H2OAgC CAgAg2O+C2H2 (vaøng) - Dẫn các khí còn lại qua dd nước Brôm (màu nâu đỏ). Khí nào làm nhạt màu nước brom là C2H4 H2C=CH2 + Br2 ® BrH2C–CH2Br - Lần lượt đốt cháy 3 khí còn lại. Khí không cháy là N2. Sản phẩm cháy của hai khí kia được dẫn qua dd nước vôi trong. Sản phẩm cháy nào làm đục nước vôi trong là CH4. Mẫu còn lại là H2. CH4 + 2O2 ® CO2 + 2H2O CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O H2 + ½ O2 ® H2O Cách 2 : - Dẫn 5 khí trên lần lượt qua dd Brom, có 2 khí làm mất màu dd nước Brom (nhóm 1) gồm C2H4 và C2H2. 3 khí còn lại không có hiện tượng gì thoát ra ngoài (nhóm 2) gồm CH4 và CO2, H2. - Sau đó nhận biết các khí trong mỗi nhóm trên tương tự cách 1. Cách 1 tối ưu hơn cách 2. b) C3H8, C2H2, SO2, CO2. Nhận xét: Có 3 cách : Cách 1 : - Dẫn bốn khí trên lần lượt qua dd nước vôi trong dư. Có 2 khí làm đục nước vối trong (nhóm 1) và 2 khí kia không làm đục nước vôi trong (nhóm 2). 39 - Cho 2 khí ở mỗi nhóm lần lượt qua dd nước Brom. Khí ở nhóm 1 làm mất màu nâu đỏ của dd Brom là SO2 và khí ở nhóm 2 cũng có hiện tượng như vậy là C2H2. Hai khí còn lại là CO2 và C3H8. Cách 2 : - Dùng phản ứng đặc trưng để nhận biết. - Thứ tự nhận biết C2H2, SO2, CO2, C3H8 Cách 3 : - Dẫn 4 khí trên lần lượt vào dd Brom, có 2 khí làm mất màu nâu đỏ của dd Brom (nhóm 1) và 2 khí kia không có hiện tượng gì (nhóm 2). - Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 1 qua dd AgNO3/NH3. Khí nào tạo kết tủa vàng nhạt là C2H2, khí còn lại là SO2. - Dẫn lần lượt 2 khí ở nhóm 2 qua dd nước vôi trong. Khí nào làm đục nước vôi trong là CO2, còn lại là C3H8. Vậy có nhiều cách để giải bài này nhưng cách 2 là tối ưu hơn cả. v Bài tập tượng tự : 1) Chỉ dùng 1 thuốc thử nhận biết 3 chất lỏng: benzen, toluen, styren 2) Pentan, penten-1, pentin-1, dd AgNO3, nước, dd NH4OH, nước Br, dd HCl, dd HI (chỉ sử dụng quì tím) 3) Chỉ dùng 1 hóa chất nhận biết : n-butan, buten-2, butadien-1,3 , vinylacetylen. 4) Nhận biết : n-hexan, hexen-2, hexen-1, n-heptan, toluen, styren và benzen 5*) Nhận biết các lọ mất nhãn sau : a) Khí etan, etylen, acetylen (bằng 2 cách) b) Khí metan, etylen, SO2, NO2 và CO2. 40 II.1.5 BÀI TẬP VIẾT PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG GIỮA CÁC CHẤT Những chú ý khi làm loại bài tập này : - Phải nắm vững các phản ứng hóa học của các hydrocacbon. - Nhớ các điểm đặc biệt trong các phản ứng, ví dụ : · Ankan : - Phản ứng thế : từ C3 trở lên nếu thế với Cl2 (askt, 1:1) sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm là đồng phân của nhau. - Phản ứng cracking : chỉ có ở ankan từ C3 trở lên. - Phản ứng Đềhidro hóa đôi khi cũng được gọi là phản ứng cracking nhưng xúc tác là Ni,to - Lưu ý : phản ứng cộng H2 và đề H2 đều có xúc tác là Ni,to . · Xicloankan : - Vòng C3, C4 chỉ có phản ứng cộng mở vòng không có phản ứng thế. Vòng C5 trở lên không có phản ứng cộng chỉ có phản ứng thế. · Aken, ankadien, ankin : - Phản ứng cộng : nếu tác nhân bất đối cộng với anken bất đối thì sản phẩm chính được xác định theo quy tắc Macopnhicop. Chú ý đến số sản phẩm. - Đối với ankin thì cần chú ý đến xúc tác để biết 1 hoặc 2 liên kết p sẽ bị đứt. - Phản ứng trùng hợp : cần chú ý các phản ứng trùng hợp 1,4 thường tạo thành cao su. · Aren : - Cần chú ý đến quy tắc thế vào vòng benzen. v Bài tập áp dụng : Bài 1: a) Viết phương trình phản ứng khi cho propen, propin, divinyl tác dụng với Br2 theo tỉ lệ mol 1: 1. b) Hỏi khi cho 3 chất trên tác dụng với HCl (có xt) theo tỉ lệ 1: 1 thì thu được những sản phẩm gì? Gọi tên chúng c) Hãy cho biết CTCT và tên gọi của sản phẩm khi cho isopren và pentadien-1,4 tác dụng với dung dịch Br2, HCl theo tỉ lệ mol 1: 1. Viết CTCT của polime thu được khi trùng hợp 2 ankadien cho trên GIẢI : a) Phản ứng cộng giữa hydrocacbon không no với tác nhân đối xứng thì tương đối đơn giản. Tùy vào tỉ lệ số mol mà 1 hoặc 2 kiên kết p sẽ bị đứt. Ptpứ : xem phần tóm tắt hóa tính (I.2.4/14) b) Tác dụng với HCl (1:1) 41 Áp dụng quy tắc Maccopnhicop * Propen cộng HCl cho 2 sản phẩm CH3 CH CH2 + HCl CH3 CH Cl CH3 CH3 CH2 CH2Cl 2-Clopropan (spc) 1-Clopropan (spp) * Propin cộng HCl tạo 2 sản phẩm CH3 C CH + HCl CH3 C Cl CH2 CH3 CH CHCl 2-Clopropen (spc) 1-Clopropen-1(spp) * Divinyl thì có 2 hướng cộng - Cộng 1,2 (hay 3,4) thì tạo 2 sản phẩm CH2 CH CH CH2 + HCl CH2 CH CH Cl CH3 CH2 CH CH2 CH2Cl 3-Clobuten-1 4-Clobuten-1 - Cộng 1,4 tạo 1 sản phẩm duy nhất CH2 CH CH CH2 + HCl CH3 CH CH CH2Cl 1-Clobuten-2 c) CTCT và tên gọi của sản phẩm khi cho * Isopren tác dụng với HCl (1:1) - Cộng 1,2 tạo 2 sản phẩm + HClCH2 C CH CH3 CH2 2 3 4 CH3 CCl CH3 CH CH2 CH2Cl CH CH3 CH CH2 3-Clo-3-metylbuten-1 4-Clo-3-metylbuten-1 - Cộng 3,4 tạo 2 sản phẩm 42 + HClCH2 C CH CH3 CH2 2 3 4 CH2 C CHCl CH3 CH3 CH2 C CH2 CH3 CH2Cl 3-Clo-2-metylbuten-1 4-Clo-2-metylbuten-1 - Cộng 1,4 tạo 2 sản phẩm + HClCH2 C CH CH3 CH2 4 CH2Cl C CH CH3 CH3 CH3 C CH CH3 CH2Cl 1-Clo-2-metylbuten-2 1-Clo-3-metylbuten-2 * Pentadien-1,4 tác dụng với HCl (1:1) - Cộng 1,2 hay 3, 4 : tương tự như Divinyl - Không có phản ứng cộng 1,4 do hai liên kết p không liên hợp. - CTCT các polime thu được khi trùng hợp 2 ankadien trên : CH2 C CH CH3 CH2n TH1,2 CH2 C CH3 CH=CH2 n CH2 C CH CH3 CH2n TH3,4 CH2 CH CCH3 CH2 n CH2 C CH CH3 CH2 TH1,4 n CH2 C CH CH3 CH2 CH2 CH CH2 CH CH2 n TH1,2 CH2 CH CH2 CH CH2 n - Pentadien-1,4 không có sản phẩm trùng hợp 1,4 do không có 2 liên kết p liên hợp. Bài 2 : a) Phát biểu quy tắc thế ở vòng benzen. b) Từ benzen viết phương trình phản ứng điều chế ortho-bromnitrobenzen và meta- Bromnitrobenzen (ghi rõ điều kiện phản ứng). GIẢI : a) Quy tắc thế ở vòng benzen : 43 - Khi vòng benzen có nhóm thế đẩy electron(gốc ankyl hoặc –OH, –NH2, –Cl, –Br…) phản ứng thế xảy ra dễ hơn so với benzen và ưu tiên thế vào vị trí ortho hoặc para. - Khi vòng benzen có nhóm thế rút electron (nhóm thế có liên kết p như –NO2, - COOH, - CHO, -SO3H,…) phản ứng thế khó hơn (so với benzen) và ưu tiên thế vào vị trí meta. b) Các phương trình phản ứng : * Điều chế ortho – bromnitrobenzen : + Br2 Fe Br + HBr Br + HNO3 NO2 Br + H2O H2SO4 * Điều chế meta – bromnitrobenzen : H2SO4 + H2O NO2 + HNO3 NO2 NO2 Br + Br2 Fe + HBr v Bài tập tương tự : 1) Viết phương trình phản ứng của butin-1, butadien-1,3 với H2, Br2, HCl, H2O. Gọi tên sản phẩm. 2) Khi trùng hợp butadien-1,3 với xúc tác Na ta thu được cao su Buna có lẫn 2 sản phẩm phụ A và B. A là một chất dẻo không có tính đàn hồi, mỗi mắt xích có một mạch nhánh là nhóm vinyl. B là hợp chất vòng có tên là 1-vinyl xiclohexan-3 có phân tử bằng 108. Viết các phương trình phản ứng xảy ra dưới dạng CTCT. 3) Phản ứng cracking là gì? Viết các phương trình phản ứng dạng tổng quát khi cracking một ankan. - Khi cracking butan thu được một hỗn hợp gồm 7 chất, trong đó có H2 và C4H8. Hỏi CTCT của butan là n hay iso? Viết các phương trình phản ứng đã xảy ra? 4) Olefin là gì? Với CTPT CnH2n có thể có các chất thuộc dãy đồng dẳng nào? Nêu tính chất hóa học cơ bản của nó? Viết phương trình phản ứng khi cho propylen tác dụng với O2; dd Br2; HCl; dd KMnO4; phản ứng trùng hợp. 44 Hợp chất C6H12 khi cộng hợp HBr chỉ thu được một sản phẩm duy nhất, định CTCT có thể có của olefin này và viết phương trình phản ứng. 5) Viết phương trình phản ứng (nếu có) của các hợp chất sau với dung dịch AgNO3/NH3 a) Axetylen b) Butin-1 c) Butin-2 6) Viết phương trình phản ứng (nếu có) giữa các chất sau với Brom, ghi rõ điều kiện: dd, to, khí…(nếu có): a) Isopren (1:1) b) Toluen c) Benzen d) Styren 7) Viết phương trình phản ứng (nếu có) giữa các chất sau: a) Toluen + dd KMnO4 b) Propylen + AgNO3/NH3 dư c) Styren + dd KMnO4 + Ba(OH)2 d) Axetylen + dd KMnO4_+ H2SO4 e) Propin +dd KMnO4_+ H2SO4 8) Muốn điều chế n-pentan, ta có thể hidro hóa những anken nào? Viết CTCT của chúng. 9) Viết phương trình phản ứng điều chế các hợp chất sau đây từ những anken thích hợp : a) CH3CHBr – CHBrCH3 b) CH3CHBr – CBr(CH3)2 c) CH3CHBr – CH(CH3)2 45 II.1.6 BÀI TẬP SO SÁNH GIẢI THÍCH CẤU TẠO, TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA CÁC HYDROCACBON v Nguyên tắc : Dựa vào sự so sánh về đặc điểm cấu tạo các chất rồi suy ra tính chất hóa học của các chất đó. v Bài tập ví dụ : Bài 1 : So sánh về mặt CT và hóa tính của các hợp chất sau, viết phương trình phản ứng minh họa. a) Etan, etylen, axetylen b) hexan, hexen, benzen c) butin-1, butin-2 và butadien-1,3 GIẢI : a) Etan, Etilen, Axetilen : * Giống nhau : - Thành phần cấu tạo chỉ gồm C và H * Khác nhau : Phân tử C2H6 C2H4 C2H2 Cấu tạo Trong phân tử chỉ tồn tại các liên kết đơn (s ) bền giữa C và C, giữa C và H Trong phân tử có một liên kết đôi gồm một kiên kết (s ) bền và một liên kết (p ) linh động kém bền. Trong phân tử có một liên kết ba gồm một liên kết (s ) bền và hai liên kết (p ) linh động kém bền. Đặc điểm liên kết Liên kết đơn (s ) rất bền vững rất khó bị đứt khi tham gia phản ứng hóa học Liên kết (p ) linh động kém bền rất dễ bị đứt khi tham gia phản ứng hóa học. Tính chất hóa học Tính chất hóa học đặc trưng là phản ứng thế, khó bị oxi hóa. Tính chất hóa học đặc trưng là phản ứng cộng. Riêng với axetilen thì khi tham gia phản ứng hóa học tùy điều kiện xúc tác mà một hay cả hai liên kết (p ) sẽ bị đứt. 46 Ngoài ra còn có phản ứng đề hydro hóa ở nhiệt độ thích hợp và xúc tác thích hợp. Ngoài ra còn có phản ứng trùng hợp, oxihóa. Phương trình phản ứng Xem I.2.4/14 Xem I.2.4/15 Riêng axetilen có hai nguyên tử H linh động nên nó còn có khả năng tham gia phản ứng thế với ion kim loại. Điều này được giải thích như sau : do liên kết ba rất ngắn nên hai nhân C rất gần nhau, điện tích tập trung nhiều về 2 C này nên các H gắn trực tiếp với C của nối ba trở nên rất linh động. b) n-hexan, n-hexen, benzen. * Giống nhau : - Thành phần cấu tạo gồm C và H * Khác nhau : - n-hexan và n- hexen so sánh cấu tạo và tính chất hóa học tương tự câu trên. Riêng n-hexan còn có phản ứng bẽ gãy mạch C khi có xúc tác ở nhiệt độ cao. Ankan ¾¾ ®¾ caotxt, o ankan + anken CnH2n+2 ¾¾ ®¾ caotxt, o CmH2m + 2 + CxH2x m ³ 1, x ³ 2, n = m + x. - Benzen : Đặc điểm cấu tạo : trong phân tử có một vòng kín và 3 liên kết p Þ benzen có phản ứng đặc trưng là phản ứng cộng. nhưng 3 liên kết p này lại liên hợp với nhau tạo thành một hệ thơm bền vững làm cho khả năng đứt liên kết p để tham gia phản ứng hóa học bị hạn chế Þ benzen khó tham gia phản ứng cộng, chỉ có cộng với H2, dễ tham gia phản ứng thế và bền với tác nhân oxihóa. Phương trình phản ứng : xem phần hóa tính (I.2.4/14). c) So sánh đặc điểm cấu tạo của butin-1, butin-2, divinyl Tương tự câu a. Nhưng khả năng tham gia phản ứng cộng của liên kết đôi (Divinyl) hơi dễ hơn so với liên kết ba vì : liên kết 3 ngắn, hai nhân C gần nhau nên liên kết 3 hơi bền hơn so với liên kết đôi. Bài 2 : C7H8 là đồng đẳng của benzen. Khi cho C6H6 và C7H8 tác dụng với Brom khan (có bột Fe làm xúc tác) thì phản ứng nào xảy ra dễ hơn? Giải thích (viết phương trình phản ứng theo tỉ lệ 1:1 về số mol) 47 GIẢI : C7H8 tham gia phản ứng thế ở nhân dễ hơn so với benzen vì nhóm –CH3 đẩy electron về nhân làm nhân giàu electron hơn. * C6H6 cho 1 sản phẩm : + Br2 Fe Br + HBr * C6H5CH3 cho hỗn hợp hai sản phẩm. + HBr CH3 Fe+ Br2 CH3 BrCH3 Fe + HBr CH3 + Br2 Bài 3 : So sánh phản ứng trùng hợp và phản ứng cộng. GIẢI : * Giống nhau : Đều là phản ứng cộng hợp các phân tử nhỏ thành một phân tử mới. * Khác nhau : Phản ứng cộng : Chỉ đơn thuần cộng 2 phân tử nhỏ (monome) thành một phân tử mới cũng là monome. Chỉ cần một trong hai monome ban đầu có ít nhất một liên kết p trong phân tử. Phản ứng trùng hợp : không chỉ cộng hai mà cộng nhiều phân tử giống nhau hoặc tương tự nhau thành một phân tử mới có khối lượng và kích thước rất lớn gọi là những polime. Các monome tham gia phản ứng trùng hợp nhất thiết phải có ít nhất một liên kết p trong phân tử. Bài 4 : So sánh độ dài liên kết dC-C trong ankan (C – C), anken (C=C), ankin (C º C). Giải thích khả năng tham gia phản ứng của ankan kém anken nhưng ankin kém anken.? Mặc dù phân tử ankin có nhiều liên kết p hơn anken? GIẢI : Thực nghiệm cho biết dC-C trong etan (C-C) là : 1,54Ao Etilen(C=C) : 1,34Ao Axetilen (C º C):1,2 Ao * Có thể giải thích như sau : 48 Khi hình thành liên kết s C-C trong phân tử ankan thì 2C xảy ra sự xen phủ trục liên nhân làm cho khoảng cách 2 nhân xa nhau nên dC-C lớn. Khi hình thành liên kết C=C trong phân tử anken thì liên kết s được hình thành như cách trên, còn liên kết p được hình thành do sự xen phủ bên làm cho khoảng cách giữa 2 nhân C gần nhau hơn. Tương tự với ankin có 2 liên kết p nên xảy ra 2 sự xen phủ bên làm cho khoảng cách giữa hai nhân càng gần nhau hơn. Do đó dC-C C –C > C=C > C º C. * Giải thích về khả năng tham gia phản ứng : - Sự xen phủ trục xảy ra với mật độ lớn làm cho liên kết s bền vững. - Sự xen phủ bên xảy ra với mật độ nhỏ nên liên kết p kém bền vững dễ bị đứt khi có tác nhân tấn công Þ khả năng tham gia phản ứng của ankan< anken, ankin. - Ở đây do liên kết 3 làm cho khoảng cách 2 nhân C rất gần nhau nên liên kết 3 hơi bền hơn liên kết đôi nên khả năng tham gia phản ứng của ankin hơi kém hơn anken. - Và cũng do khoảng cách giữa hai nhân C bé mà mật độ điện tích tập trung hầu hết ở nhân nên các ankin-1 có H linh động tham gia được phản ứng thế với ion kim loại v Bài tập tương tự : 1) Giải thích quy tắc cộng Maccopnhicop? Minh họa bằng ví dụ cụ thể. 2) Giải thích tại sao độ dài liên kết đơn C-C trong butadien-1,3 chỉ bằng 1,46Ao ngắn hơn liên kết đơn C-C bình thường? 3) Tại sao khi nhiệt phân muối axetat với xút để điều chế ankan tương ứng lại phải dùng xúc tác CaO,to? 4) So sánh nhiệt độ sôi của các hydrocacbon a) Khi khối lượng phân tử tăng dần? b) Có cùng CTPT nhưng khác nhau dạng khung Cacbon? 5) Khi thực hiện phản ứng phân hủy ankan bởi nhiệt lại được tiến hành ở nhiệt độ trên 1000oC tại sao lại nhấn mạnh trong điều kiện không có không khí? 6) So sánh khả năng tham gia phản ứng thế của các halogen Flo, Clo, Brom, Iod với các ankan? 7) Tại sao cao su khi cháy lại có nhiều khói đen? Làm thế nào để khói đen ít lại? 8) Trong phản ứng điều chế axetilen từ metan được tiến hành ở nhiệt độ 1500oC còn ghi kèm điều kiện làm lạnh nhanh? 9) So sánh cao su thường và cao su lưu hóa về thành phần, độ bền, ứng dụng? 10) Giải thích vì sao cao su tổng hợp có tính đàn hồi kém cao su thiên nhiên? 11) Phân biệt các khái niệm: a) CTN, CTĐG, CTPT và CTCT b) Liên kết s , p . Lấy propen làm ví dụ c) Đồng đẳng, đồng phân là gì? Nêu các loại đồng phân, cho ví dụ? d) Có thể coi nguyên tử Br trong phân tử CnH2n+1Br là một nhóm chức được không? Tại sao? 49 II.2 – BÀI TOÁN LẬP CTPT HYDROCACBON II.2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HYDROCACNON II.2.1.1 Phương pháp khối lượng hay % khối lượng. 1) Phương pháp giải : Bước 1 : Tìm MA : tùy theo giả thiết đề bài cho mà sử dụng các cách tính sau để tìm MA Tìm MA dựa trên các khái niệm cơ bản, các định luật cơ bản. Có nhiều cách để tìm khối lượng phân tử, tùy từng giả thiết đề bài cho mà dùng cách tính thích hợp. 1. Dựa vào khối lượng riêng DA (đktc) ÞMA = 22,4 . DA với DA đơn vị g/l 2. Dựa vào tỉ khối hơi của chất hữu cơ A MA = MB . dA/B MA = 29 . dA/KK 3. Dựa vào khối lượng (mA ) của một thể tích VA khí A ở đktc MA = (22,4 . mA)/ VA mA: khối lượng khí A chiếm thể tích VA ở đktc 4. Dựa vào biểu thức phương trình Mendeleep – Claperon: Cho mA (g) chất hữu cơ A hóa hơi chiếm thể tích VA (l) ở nhiệt độ T (oK) và áp suất P(atm) PV = nRT Þ pV mRTM = (R = 0,082 atm/ oKmol) 5. Dựa vào định luật Avogadro: Định luật: Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, mọi thể tích khí bằng nhau đều chứa cùng một số phân tử khí. VA = VB => nA = nB Þ B B A A M m M m = => MA = mA B B m M 50 Bước 2 : Đặt CTPT chất A: CxHy Xác định thành phần các nguyên tố trong hydrocacbon. Cách 1 :Dùng khi đề bài -Không cho khối lượng hydrocacbon đem đốt cháy -Tính được mC, mH từ mCO2, mH2O * Tính khối lượng các nguyên tố có trong A và mA (g) chất A. - Xác định C: 22,4 V 12.n.12 44 m 12. )CO (trong mC A) (trong mC CO2CO2 CO2 2 ==== - Xác định H OH O OH nn 2 2 2 .2 18 m 22.1 H2O) (trong mH A) mH(trong H ==== - Xác định mA Þ mA = mH + mA * Xác định CTPT chất hữu cơ A: CxHy Dựa trên CTTQ chất hữu cơ A: CxHy ; 12.m m.M x m M m y m 12 A CA A A HC x ==>== A HA m m.M y = Cách 2 : Khi đề bài cho biết thành phần % các nguyên tố trong hỗn hợp * Dùng công thức sau: 12.100 C.%Mx 100% M %H y C % 12 AAx ==>== ; 100 H.%M y A= Þ CTPT A. Cách 3 : * Tìm CTĐG nhất => CTN => CTPT A β:α 1 m: 12 m y:x HC == hoặc β:α 1 %H: 12 %Cy:x == - CTĐG nhất : CaHb => CTTN : (CaHb)n - Xác định n: biện luận từ CTTN để suy ra CTPT đúng của A : y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ³ 1, nguyên dương. Þ Từ đó xác định được CTPT đúng của chất hữu cơ A. Lưu ý: Khi bài tóan yêu cầu xác định CTĐG nhất của chất hữu cơ A (hay CTN của A) hoặc khi đề không cho dữ kiện để tìm MA thì ta nên làm theo cách trên. 2) Các ví dụ : Ví dụ 1 : 51 Một hydrocacbon A có thành phần nguyên tố: % C = 84,21; %H = 15,79; Tỉ khối hơi đối với không khí bằng dA/KK = 3,93. Xác định CTPT của A GIẢI Bước 1: Tính MA: Biết dA/KK => MA = MKK. dA/KK = 29.3,93 = 114 Bước 2 : Đặt A : CxHy 100 M %H y %C 12x A== à 8 12.100 114.84,21 12.100 .%CMx A === à 18 1.100 114.15,79 1.100 .%HMy A === Suy ra CTPT A: C8H18 Ví dụ 2 : Một hydrocacbon A ở thể khí có thể tích gấp 4 lần thể tích của lưu huỳnh đioxit có khối lượng tương đương trong cùng điều kiện. Sản phẩm cháy của A dẫn qua bình đựng nước vôi trong dư thì có 1g kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng 0,8g. Tìm CTPT A. GIẢI * Tìm MA : 1VA = 4VSO2(ở cùng điều kiện ) ÞnA = 4nSO2 Þ 22 2 414 SOASO SO A A MMM m M m =Þ= (A và SO2 có khối lượng tương đương nhau) Þ 16 4 64 4 M M 2SOA === Cách 1 : giải theo phương pháp khối lượng hay % khối lượng : Đặt A : CxHy Bình đựng Ca(OH)2 hấp thụ CO2 và H2O Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O m¯ = mCaCO3 = 1g nCO2 = nCaCO3 = 1/100= 0,01mol ÞnC = nCO2 = 0,01mol ÞmC = 12.0,01=0,12g mCO2 = 0,01.44 = 0,44g rmbình = mCO2 + mH2O ÞmH2O = 0,8-0,44 = 0,36g g m m OHH 04,018 36,02 18 2 2 === ĐLBT khối lượng (A) :mA = mC + mH = 0,12 +0,04 = 0,16 52 Ta có 1 16,0.12 12,0.16 12.m m.M x m M m y m 12 A CA A A HC x ====>== 4 16,0 04,0.16 m m.M y A HA === Vậy CTPT A : CH4 Cách 2 : Biện luận dựa vào điều kiện y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ³ 1, nguyên Þ x =1 và y = 4 àCTPT A. Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,64g một hydrocacbon A thu được 4,032 lít CO2 (đktc). Tìm CTPT A? GIẢI * Tìm thành phần các nguyên tố : mC (trong A) = mC (trong CO2) = (4,032/ 22,4)*12 = 2,16g mH = mA – mC = 2,64 – 2,16 = 0,48g C Hm m 2,16 0,48x:y= : = : =3:8 12 1 12 1 Þ CTN : C3H8 Þ CTTN : (C3H8)n Biện luận : Số H £ 2 số C +2 Þ 8n £ 6n + 2 Þ n £ 1 mà n nguyên dương Þn = 1 àCTPT A : C3H8 II.2.1.2) Phương pháp dựa vào phản ứng cháy: Dấu hiệu nhận biết bài toán dạng này : đề bài đốt cháy một chất hữu cơ có đề cập đến khối lượng chất đem đốt hoặc khối lượng các chất sản phẩm (CO2, H2O) một cách trực tiếp hoặc gián tiếp (tức tìm được khối lượng CO2, H2O sau một số phản ứng trung gian). 1) Phương pháp giải: Bước 1 : Tính MA (ở phần II.2.1.1) Bước 2 : Đặt A : CxHy * Viết phương trình phản ứng cháy. OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ MA(g) 44x 9y mA(g) mCO2 mH2O * Lập tỉ lệ để tính x,y OHCOA A 22 m 9y m 44x m M == hoặc 2puA O CO2 H2O y yx+1 x4 2= = = n n n n 53 A OHA A COA 9m .mM y, 44m .mM x 22 == * Từ đó suy ra CTPT A Một số lưu ý: 1) Nếu đề bài cho: oxi hóa hòan tòan một chất hữu cơ A thì có nghĩa là đốt cháy hòan tòan chất hữu cơ A thành CO2 và H2O 2) Oxi hóa chất hữu cơ A bằng CuO thì khối lượng oxy tham gia phản ứng đúng bằng độ giảm khối lượng a(g)của bình đựng CuO sau phản ứng oxi hóa. Thông thường trong bài toán cho lượng oxi tham gia phản ứng cháy, để tìm khối lượng chất hữu cơ A nên chú ý đến định luật bảo toàn khối lượng mA + a = mCO2 + mH2O 3) Sản phẩm cháy (CO2, H2O) thường được cho qua các bình các chất hấp thụ chúng. 4) Bình đựng CaCl2 (khan), CuSO4 (khan), H2SO4 đặc, P2O5, dung dịch kiềm, … hấp thụ nước. Bình đựng các dung dịch kiềm…hấp thụ CO2. Bình đựng P trắng hấp thụ O2. 5) Độ tăng khối lượng các bình chính là khối lượng các chất mà bình đã hấp thụ. 6) Nếu bài toán cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm thì nên chú ý đến muối tạo thành để xác định chính xác lượng CO2. 7) Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ với oxy nên để oxy lại cân bằng sau từ vế sau đến vế trước. Các nguyên tố còn lại nên cân bằng trước, từ vế trước ra vế sau phương trình phản ứng. 2) Bài tập ví dụ : Ví dụ 1 : Đốt hoàn toàn 0,58g một hydrocacbon A được 1,76g CO2 và 0,9g H2O. Biết A có khối lượng riêng DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A Tóm tắt : 0,58g X + O2 ® (1,76g CO2; 0,9 g H2O) DA @ 2,59g/l. Tìm CTPT A? GIẢI : * Tìm MA : Biết DA => MA = 22,4.2,59 @ 58 * Viết phương trình phản ứng cháy, lập tỉ lệ để tìm x,y OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ MA(g) 44x 9y mA(g) mCO2 mH2O 54 OHCOA A 22 m 9y m 44x m M == = 0,9 9y 1,76 44x 0,58 58 == Þ x = 4 y =10 Vậy CTPT A : C4H10 Ví dụ 2 : Khi đốt cháy hòan tòan 0,42 g một Hydrocacbon X thu tòan bộ sản phẩm qua bình 1 đựng H2SO4 đặc, bình 2 đựng KOH dư. Kết quả, bình 1 tăng 0,54 g; bình 2 tăng 1,32 g. Biết rằng khi hóa hơi 0,42 g X chiếm thể tích bằng thể tích của 1,192 g O2 ở cùng điều kiện. Tìm CTPT của X Tóm tắt đề: 0,42g X (CxHy) +O2 CO2 H2O Bình 1ñöïng ddH2SO4 ñ -H2O, m1=0,54g CO2 Bình 2 ñöïng KOHdö -CO2, m2=1,32g Tìm CTPT X? GIẢI * Tính MX : 0,42g X có VX = VO2 của 0,192g O2 (cùng điều kiện) => nX = nO2 => 2O O2 X X M m M m = => 70 0,192 0,42.32 m .Mm M 2 2 O OX X === * Gọi X : CxHy OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ MX 44x 9y (g) 0,42 mCO2 mH2O (g) Ta có : H2OCO2X X m 9y m 44x m M == (1) Đề bài cho khối lượng CO2, H2O gián tiếp qua các phản ứng trung gian ta phải tìm khối lượng CO2, H2O * Tìm mCO2, mH2O : - Bình 1 đựng dd H2SO4 đ sẽ hấp thụ H2O do đó độ tăng khối lượng bình 1 chính là khối lượng của H2O : rm1 = mH2O=0,54g (2) - Bình 2 đựng dd KOH dư sẽ hấp thụ CO2 do đó độ tăng khối lượng bình 2 chính là khối lượng của CO2 : rm2 = mCO2 =1,32g (3) 55 (1), (2), (3) Þ 0,54 9y 1,32 44x 0,42 70 == Þ x = 5 y = 10 Vậy CTPT X : C5H10 (M = 70đvC) II.2.1.3 Phương pháp thể tích (phương pháp khí nhiên kế): v Phạm vi ứng dụng : Dùng để xác định CTPT của các chất hữu cơ ở thể khí hay ở thể lỏng dễ bay hơi. v Cơ sở khoa học của phương pháp : Trong một phương trình phản ứng có các chất khí tham gia và tạo thành (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) hệ số đặt trước công thức của các chất không những cho biết tỉ lệ số mol mà còn cho biết tỉ lệ thể tích của chúng. 1) Phương pháp giải Bước 1 : Tính thể tích các khí VA, VO2, VCO2, VH2O (hơi)… Bước 2 : Viết và cân bằng các phương trình phản ứng cháy của hydrocacbon A dưới dạng CTTQ CxHy Bước 3 : Lập các tỉ lệ thể tích để tính x,y OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 1(l) ÷ ø ö ç è æ + 4 yx (l) x(l) ÷ ø ö ç è æ 2 y (l) VA(l) VO2 (l) VCO2 (l) VH2O (hơi)(l) OHCOÒA 222 V 2 y V x V 4 yx V 1 == + = hay OHCOOA n y n x n yx n 22 241 2 == + = ; n n V V x A CO A CO 22 ==Þ A OH n n 22 2 V 2V y A OH ==Þ Cách khác : Sau khi thực hiện bước 1 có thể làm theo cách khác: - Lập tỉ lệ thể tích VA: VB : VCO2 : VH2O rồi đưa về tỉ lệ số nguyên tối giản m:n:p:q. - Viết phương trình phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ A dưới dạng: mCxHy + nO2 ¾®¾ ot pCO2 + qH2O - Dùng định luật bảo toàn nguyên tố để cân bằng phương trình phản ứng cháy sẽ tìm được x và y =>CTPT A * Một số lưu ý: - Nếu VCO2 : VH2O = 1:1 => C : H = nC : nH = 1: 2 56 - Nếu đề tóan cho oxy ban đầu dư thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh (ngưng tụ hơi nước) thì trong khí nhiên kế có CO2 và O2 còn dư. Bài tóan lý luận theo CxHy - Nếu đề tóan cho VCxHy = VO2 thì sau khi bật tia lửa điện và làm lạnh thì trong khí nhiên kế có CO2 và CxHy dư. Bài tóan lý luận theo oxy. - Khi đốt cháy hay oxi hóa hòan toàn một hydrocacbon mà giả thiết không xác định rõ sản phẩm, thì các nguyên tố trong hydrocacbon sẽ chuyển thành oxit bền tương ứng trừ: N2 ® khí N2 Halogen ® khí X2 hay HX (tùy bài) 2. Bài tập ví dụ Ví dụ 1: Trộn 0,5 l hỗn hợp C gồm hydrocacbon A và CO2 với 2,5 l O2 rồi cho vào khí nhiên kế đốt cháy thì thu được 3,4 l khí, làm lạnh chỉ còn 1,8 l. Cho hỗn hợp qua tiếp dung dịch KOH (đặc) chỉ còn 0,5 l khí. Các V khí đo cùng điều kiện. Tìm CTPT của hydrocacbon A. Tóm tắt đề : CxHy : a (l) Gọi 0,5 l hỗn hợp CO2 : b (l) 0,5l hỗn hợp + 2,5l O2 ñoát CO2 ,O2 dư,H2O ll(- H2O) CO2,O2dư KOHñ(- CO2) O2 dư GIẢI : * O2 dư , bài tóan lý luận theo Hydrocacbon A OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ a a ÷ ø ö ç è æ + 4 yx ax a 2 y (lít) CO2 ® CO2 b b (lít) Ta có Vhh = a + b = 0,5 (1) VCO2 = ax + b = 1,8 – 0,5 = 1,3 (2) VH2O = a 2 y = 3,4 – 1,8 = 1,6 (3) VO2 dư = 2,5 - a ÷ ø ö ç è æ + 4 yx = 0,5 Þ ax + a 4 y = 2 (4) Þ ax + 3,2/4 = 2 Þ ax = 1,2 (5) (2), (3) VCO2 = b = 0,1 57 Vhh = a + b = 0,5 Þ a = 0,4 Þ x = ax /a = 3 Þ y = ay/a = 8 Vậy CTPT của A là C3H8 Ví dụ 2 : Trộn 12 cm3 một hydrocacbon A ở thể khí với 60 cm3 oxi (lấy dư) rồi đốt cháy. Sau khi làm lạnh để nước ngưng tụ rồi đưa về điều kiện ban đầu thì thể tích khí còn lại là 48 cm3, trong đó có 24cm3 bị hấp thụ bởi KOH, phần còn lại bị hấp thụ bởi P. Tìm CTPT của A (các thể tích khí đo trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) Tóm tắt : 12cm3 CxHy 60cm3 O2 (dö) ñoát CO2 H2O O2dö laøm laïnh -H2O CO2 O2 dö (V=48cm3) 24cm3 khí bò haáp thuï bôûi KOH khí coøn laïi bò haáp thuï bôûi P (- CO2) (-O2) GIẢI : * Tính các V: VCO2 = 24cm3 VO2 dư = 48 – 24 = 24cm3 Þ VO2 pứ = 60 – 24 = 36 cm3 * Tìm CTPT : Cách 1: Tính trực tiếp từ phương trình phản ứng đốt cháy: OHyxCOOyxH ty 222x 24 C 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 12 ® ÷ ø ö ç è æ + 4 yx 12 ® 12x (cm3) VCO2 =12x = 24 => x = 2 VO2 dư = 60 – 12 ÷ ø ö ç è æ + 4 yx = 24 => y = 4 Þ CTPT của A: C2H4 Cách 2: Lập tỉ lệ thể tích OHCOOA 222 V 2 y V x V 4 yx V 1 == + = OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 1 ÷ ø ö ç è æ + 4 yx x 2 y (cm3) 12 36 24 (cm3) 58 22 COOA V x V 4 yx V 1 = + = 24 x 36 4 yx 12 1 = + =Û => x = 2 và y = 4 Þ CTPT của A: C2H4 Cách 3: Nhận xét: đốt 12 cm3 A đã dùng 36 cm3 oxy và tạo ra 24 cm3 CO2 Suy ra O?H24CO36OH12C 22t2yx 0 +¾®¾+ ĐLBT (O): => O24H24CO36OH12C 22t2yx 0 +¾®¾+ ĐLBT (C): 12x = 24 => x = 2 ĐLBT (H) :12y = 48 => y = 4 àVậy CTPT của A là C2H4 Ví dụ 3 : Trong một bình kín thể tích 1dm3 có một hỗn hợp đồng thể tích gồm hydrocacbon A và O2 ở 133,5 oC, 1 atm. Sau khi bật tia lửa điện và đưa về nhiệt độ ban đầu (133,5 oC) thì áp suất trong bình tăng lên 10% so với ban đầu và khối lượng nước tạo ra là 0,216 g. Tìm CTPT A Tóm tắt : V = 1dm3 CxHy(A) O2 t=133,5oC,P1=1atm ñoát sp chaùy V=1dm3 t=133,5oC, P2 taêng 10% (löôïng H2O taïo ra laø 0,216g) GIẢI : Tìm CTPT A? 0,03(mol) 133,5)0,082.(273 1.1 RT PVn1 =+ == Vì hỗn hợp đồng thể tích nên nA = nO2 = 0,03/2 = 0,015 mol => CxHy dư, biện luận theo O2 Sau khi đưa về nhiệt độ ban đầu, các khí tạo áp suất có trong bình gồm H2O, CO2, CxHy dư có số mol là : n2 = n1 . P2/P1 = 0,03.110/100 = 0,033 mol nH2O = 0,216/18 = 0,012 mol ĐLBT khối lượng (O) : nO2 = n CO2 + 1/2n H2O => n CO2 = nO2 – 1/2nH2O = 0,015-0,012/2 = 0,009mol nCxHydư = n2 - nCO2 - nH2O = 0,033-0,012-0,009 =0,012mol =>nCxHyphản ứng = 0,015-0,012 = 0,003 mol OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 59 1 ÷ ø ö ç è æ + 4 yx x 2 y (mol) 0,003 0,015 0,009 0,012 (mol) Ta có : 012,0 2 009,0015,0 4 003,0 1 y x yx == + = => x = 3 y = 8 Vậy CTPT A : C3H8 II.2.1.4 Phương pháp giá trị trung bình (xác định CTPT của hai hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp): Là phương pháp chuyển hỗn hợp nhiều giá trị về một giá trị tương đương, nhiều chất về một chất tương đương v Đặc điểm Phương pháp giá trị trung bình được dùng nhiều trong hóa hữu cơ khi giải bài tóan về các chất cùng dãy đồng đẳng. Một phần bản chất của giá trị trung bình được đề cập đến ở việc tính phần trăm đơn vị và khối lượng hỗn hợp khí trong bài tóan tỉ khối hơi ở chương đầu lớp 10. Do đó, học sinh dễ dàng lĩnh hội phương pháp này để xác định CTPT của hai hay nhiều chất hữu cơ trong hỗn hợp. II.1.4.1 Phương pháp khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp ( hhM ) Chất tương đương có khối lượng mol phân tử hhM là khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp. Các bước giải : Bước cơ bản : Xác định CTTQ của hai chất hữu cơ A,B Bước 1 : Xác định CTTB của hai chất hữu cơ A, B trong hỗn hợp Bước 2 : Tìm hhM qua các công thức sau : ( ) 100 M%A100%A.M 100 %B.M%A.M nn .Mn.Mn n m M BABA BA BBAA hh hh hh -+ = + = + + == Hoặc ( ) 100 M%A100%A.M V .MV.MV VV .MV.MV .MdM BABBAA BA BBAA Xhh/Xhh -+ = + = + + == Giả sử MA MA< hhM < MB Bước 3 : Biện luận tìm MA, MB hợp lý => CTPT đúng của A và B Phạm vi ứng dụng: sử dụng có lợi nhiều đối với hỗn hợp các chất cùng dãy đồng đẳng 1) Phương pháp CTPT trung bình của hỗn hợp: v Phạm vi áp dụng : Khi có hỗn hợp gồm nhiều chất, cùng tác dụng với một chất khác mà phương trình phản ứng tương tự nhau (sản phẩm, tỉ lệ mol giữa nguyên liệu và 60 sản phẩm, hiệu suất, phản ứng tương tự nhau), có thể thay thế hỗn hợp bằng một chất tương đương, có số mol bằng tổng số mol của hỗn hợp. Công thức của chất tương đương gọi là CTPT trung bình. v Phương pháp giải : Bước 1 : Đặt CTPT của hai chất hữu cơ cần tìm rồi suy ra CTPT trung bình của chúng : Đặt A : CxHy ; B : Cx’Hy’ Þ CTPTTB : x yC H Bước 2 : Viết phương trình phản ứng tổng quát và dữ liệu đề bài cho tính y,x Bước 3 : biện luận Nếu x<x’ Þ x < x < x’ y<y’ Þ y< y < y’ Dựa vào điều kiện x, x’, y, y’ thỏa mãn biện luận suy ra giá trị hợp lý của chúng Þ CTPT A, B. v Phạm vi ứng dụng : Phương pháp giải này ngắn gọn đối với các bài tóan hữu cơ thuộc loại hỗn hợp các đồng đẳng nhất là các đồng đẳng liên tiếp. Tuy nhiên có thể dùng phương pháp này để giải các bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ không đồng đẳng cũng rất hiệu quả. Ngoài phương pháp trên còn có phương pháp số C, số H, số liên kết p trung bình ( k ). Phương pháp giải tương tự như hai phương pháp trên v Một số lưu ý: 1) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B là đồng dẳng liên tiếp thì : m = n + 1 (ở đây n, m là số C trong phân tử A, B) 2) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B hơn kém nhau k nguyên tử C thì m = n + k. 3) Nếu bài cho 2 chất hữu cơ A, B cách nhau k nguyên tử C thì : m = n + (k +1) 4) Nếu bài cho anken, ankin thì n, m ³ 2. 5) Nếu bài toán cho A, B là hydrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường (hay điều kiện tiêu chuẩn) thì n, m £ 4 v Bài tập ví dụ : Bài 1: Đốt cháy hòan tòan 19,2 g hỗn hợp 2 ankan liên tiếp thu được 14,56 l CO2 (ở OoC, 2 atm). Tìm CTPT 2 ankan. GIẢI : Gọi CTPT trung bình của hai ankan : 22 +nn HC mol RT PVnCO 3,1082,0.273 56,14.2 2 === OHnCOnOnHC nn 22222 )1( 2 13 ++¾® + + + 61 X X M m ® X X M m . n Cách 1: phương pháp số C trung bình ( n ) Số mol hỗn hợp X X X M mn = Số mol CO2 : nCO2 = X X M m . n = 1,3 2,6n3,1n 2n14 19,2 =Þ= + Þ Hỗn hợp gồm 2 ankan liên tiếp CnH2n+2 CmH2m+2 ; n<m; 1£ n , m = n +1 à n < 2,6n = < m = n +1 Vậy n = 2 vậy 2 ankan là: C2H6 m = 3 C3H8 Cách 2: Dùng phương pháp phân tử khối trung bình M : Gọi 2 ankan A : CnH2n+2 (a mol) ; B : CmH2m+2 (b mol) ( ) OHnnCOOnHC nn 22222 12 13 ++¾®÷ ø ö ç è æ +++ a an (mol) ( ) OHmmCOOmHC mm 22222 12 13 ++¾®¾÷ ø ö ç è æ +++ b bm (mol) nCO2 = an + bm = 1,3 (1) mhh = (14n + 2)a + (14m +2)b = 19,2 ó 14(bm + an) + 2(a + b) = 19,2 (2) Từ (1),(2) suy ra : a + b = 0,5 = nhh => M = mhh / nhh = 19,2/0,5 = 38,4 MA < 38,4 < MB = MA + 14 A CH4 C2H6 C3H8 C4H10 … MA 16 30 44 58 … M 38,4 38,4 38,4 38,4 … MB 30 44 58 72 … Vậy A : C2H6 62 B : C3H8 II.2.1.5 - Phương pháp biện luận 1. Dựa vào giới hạn xác định CTPT của một hydrocacbon: - Khi số phương trình đại số thiết lập được ít hơn số ẩn cần tìm, có thể biện luận dựa vào giới hạn : A : CxHy thì : y £ 2x + 2; y chẵn, nguyên dương ; x ³ 1, nguyên. - Nếu không biện luận được hay biện luận khó khăn có thể dùng bảng trị số để tìm kết quả. - Điều kiện biện luận chủ yếu của loại toán này là : hóa trị các nguyên tố. Phương pháp biện luận trình bày ở trên chỉ có thể áp dụng để xác định CTPT của một chất hoặc nếu nằm trong 1 hỗn hợp thì phải biết CTPT của chất kia. 2. Biện luận theo phương pháp ghép ẩn số để xác định CTPT của một hydrocacbon : a) Các bước cơ bản : Bước 1 : Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là ẩn số. Bứơc 2 : Ứng với mỗi dữ kiện của bài toán ta lập một phương trình toán học. Bước 3 : Sau đó ghép các ẩn số lại rút ra hệ phương trình toán học. Chẳng hạn : a + b = P (với a, b là số mol 2 chất thành phần) an + bm = Q (với n, m là số C của 2 hydrocacbon thành phần) Bước 4 : Để có thể xác định m, n rồi suy ra CTPT các chất hữu cơ thành phần, có thể áp dụng tính chất bất đẳng thức : Giả sử : n < m thì n(x + y) < nx + my < m(x + y) nx+myn< <m x+y Þ Hoặc từ mối liên hệ n,m lập bảng trị số biện luận - Nếu A, B thuộc hai dãy đồng đẳng khác nhau ta phải tìm x, y rồi thế vào phương trình nx + my = Q để xác định m, n Þ CTPT. 3. Một số phương pháp biện luận xác định dãy đồng đẳng và CTPT hydrocacbon : v Cách 1 : Dựa vào phản ứng cháy của hydrocacbon, so sánh số mol CO2 và số mol H2O. Nếu đốt 1 hydrocacbon (A) mà tìm được : * nH2O > nCO2 à (A) thuộc dãy đồng đẳng ankan ptpư : n 2n+2 2 2 2 3n+1C H + O nCO + (n+1)H O 2 ¾¾® * nH2O = nCO2 Þ (A) thuộc dãy đồng đẳng anken hay olefin hoặc (A) là xicloankan ptpư : n 2n 2 2 2 3nC H + O nCO + nH O 2 ¾¾® 63 * nH2O < nCO2 Þ (A) thuộc dãy đồng đẳng ankadien, ankin hoặc benzen ptpư : n 2n-2 2 2 2 3n-1C H + O nCO + (n-1)H O 2 ¾¾® ­ ( đồng đẳng ankin hoặc ankadien) n 2n-6 2 2 2 3n-3C H + O nCO + (n-3)H O 2 ¾¾® ­ ( đồng đẳng benzen) v Cách 2 : Dựa vào CTTQ của hydrocacbon A : * Bước 1 : Đặt CTTQ của hydrocacbon là : CnH2n+2-2k (ở đây k là số liên kết p hoặc dạng mạch vòng hoặc cả 2 trong CTCT A) Điều kiện k ³ 0, nguyên. Nếu xác định được k thì xác định được dãy đồng đẳng của A. - k = 0 Þ A thuộc dãy đồng đẳng ankan - k = 1 Þ A thuộc dãy đồng đẳng anken - k = 2 Þ A thuộc dãy đồng đẳng ankin hay ankadien - k = 4 Þ A thuộc dãy đồng đẳng benzen. Để chứng minh hai ankan A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng, ta đặt A : CnH2n+2-2k ; B : CmH2m+2-2k’. Nếu tìm được k = k’ thì A,B cùng dãy đồng đẳng. * Bước 2 : Sau khi biết được A,B thuộc cùng dãy đồng đẳng, ta đặt CTTQ của A là CxHy. Vì B là đồng đẳng của A, B hơn A n nhóm –CH2- thì CTTQ của B :CxHy (CH2)n hay Cx+nHy+2n. * Bước 3 : Dựa vào phương trình phản ứng cháy của A, B, dựa vào lượng CO2, H2O, O2 hoặc số mol hỗn hợp thiết lập hệ phương trình toán học, rồi giải suy ra x, y, n à Xác định được CTPT A, B. v Cách 3 : dựa vào khái niệm dãy đồng đẳng rút ra nhận xét : - Các chất đồng đẳng kế tiếp nhau có khối lượng phân tử lập thành một cấp số cộng công sai d = 14. - Có một dãy n số hạng M1, M2, …,Mn lập thành một cấp số cộng công sai d thì ta có : + Số hạng cuối Mn = M1 + (n-1)d + Tổng số hạng S = 2 M1 nM+ .n + Tìm M1, …, Mn suy ra các chất Trong một bài toán thường phải kết hợp nhiều phương pháp. Ví dụ : Đốt cháy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (có M hơn kém nhau 28g) thì thu được 0,3mol CO2 và 0,5 mol H2O. Tìm CTPT & tên A, B GIẢI : Hydrocacbon A, B có M hơn kém nhau 28g Þ A, B thuộc cùng dãy đồng đẳng. Cách 1 : A, B + O2 ® CO2 + H2O 64 67,1 3,0 5,0 n n 2 2 CO OH == >1 Þ A, B thuộc dãy đồng đẳng ankan. Đặt CTTB A, B : 2n2n HC + : a mol O1)Hn(COnO 2 1n3HC 2222n2n ++® + + + a ® a n ® a( n +1) (mol) Ta có n 1n 3,0 5,0 n n 2 2 CO OH +== Þ n = 1,5 Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 và CmH2m+2 Giả sử n< m Þ n< 1,5 Þ n = 1 Þ CTPT A : CH4 (M = 16) Þ MB = 16 + 28 = 44 Þ CTPT B : C3H8. Cách 2 : Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 : a mol và CmH2m+2 : b mol Các ptpứ cháy : Ok)H-1(nnCOO 2 k-13nHC 2222k-22nn ++¾® + ++ a an a(n+1-k) (mol) Ok)H-1(mmCOO 2 k-13mHC 2222k-22mm ++¾® + ++ b bm b(m+1-k) (mol) Ta có : î í ì =+++ =+ 0,5k)b-1(mk)a-1(n 0,3bman Þ (a+b)(1-k) = 0,2 Þ k = 0 vì chỉ có k = 0 thì phương trình mới có nghĩa. Þ a + b = 0,2 và an + bm = 0,3 Giả sử n < m Þ n(a+b) < m (a+b) Þ n < ba bmna + + < m Þ n < 5,1 0,2 0,3 = < m Biện luận tương tự cách trên suy ra CTPT A : CH4 và B : C3H8. II.2.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN LẬP CTPT HYDROCACBON Bài 1 : 65 Cracking ankan A, người ta thu được một hỗn hợp khí B gồm 2 ankan và 2 anken. Tỉ khối hơi của B so với H2 dB/H2 = 14,5. Khi dẫn hỗn hợp khí B qua dung dịch Br2 dư, khối lượng hỗn hợp khí giảm đi 55,52%. a) Tìm CTPT của A và các chất trong B. b) Tính % thể tích các chất khí trong B. GIẢI Ở bài này dựa vào tính chất phản ứng cracking và áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm MA kết hợp với phương pháp ghép ẩn số để giải. hhBM =14,5.2 = 29 Theo ĐLBT khối lượng : khối lượng A đem cracking = khối lượng hỗn hợp B Þ mAtham gia pứ = mB (1) Phản ứng cracking làm tăng gấp đôi số mol hydrocacbon nên nB = 2nA tham gia pứ (2) (1) chia (2) Þ hhBM = ½ MA Þ MA = 29.2 = 58 MA = 14n + 2 = 58 Þ n= 4 v CTPT A là C4H10 Các ptpu cracking A : C4H10 ® CH4 + C3H6 a ® a a (mol) C4H10 ® C2H6 + C2H4 b ® b b (mol) Gọi A, B lần lượt là số mol A đã bị cracking theo 2 phản ứng trên. hh B gồm : CH4 : a (mol) C2H6 : b (mol) C3H6 : a (mol) C2H4 : b (mol) Khi dẫn hh qua dd Br2 thì 2 anken bị hấp thụ. Þ m2anken = 55,52%mB = 55,52%mA Þ mC3H6 + mC2H4 = 55,52%.58 (a+b) Û 42a + 28b = 32,2016 (a+b) Û 9,7984a = 4,2016b Û b @ 2,3a (mol) nB = 2(a + b) = 2 (a + 2,3a) = 6,6a (mol) Ở cùng điều kiện, tỉ lệ số mol cũng chính là tỉ lệ về thể tích Þ %CH4 = %C3H6 = %100*6,6 a a = 15% %C2H6 = %C2H4 = %35%100*6,6 3,2%100* 6,6 == a a a b Bài 2 : 66 Hydrocacbon (X) dẫn xuất từ aren. Hóa hơi (X) trộn với oxi vừa đủ trong một khí nhiên kế, đốt hoàn toàn hỗn hợp rồi đưa về nhiệt độ ban đầu, áp suất trong bình bằng 12 lần áp xuất của (X) ban đầu. Đưa về 0oC áp suất khí giảm còn 2/3. 5,2 gam (X) làm mất màu dung dịch chứa 8 gam Brôm. Xác định CTCT của (X) GIẢI Bài này có 2 cách giải : v Ở cùng điều kiện T, V không đổi thì tỉ lệ số mol bằng tỉ lệ áp suất. PV = nRT 12 n n P P 1 2 1 2 == v Khi đưa về OoC, hơi nước bị ngưng tụ. Khí còn lại là CO2 P3 = 2/3P2 nCO2 = 2/3 (nCO2 + nH2O) Cách 1 : Dùng phương pháp thông thường để giải. v Giả sử số mol của X là 1mol OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 1 ® x ® y/2 (mol) n2 = x + y/2 Þ n2 = 12n1 hay x + y/2 = 12 (1) x = 2/3 (x + y/2) Û 3x = 2x + y Û x = y (2) (1), (2) Þ x + x/2 = 12 Þ x = 8 = y Þ CTPT X : C8H8 Cách 2 : Dùng phương pháp biện luận giải Gọi CxHy : n1 (mol) Þ n2 = 12n1 (1) Khi đưa về OoC : n3 = 2/3n2 = 2/3.12n1 = 8n1 = nCO2 Þ nH2O = 12n1 – 8n1 = 4n1 OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ n1 ® 8n1 ® 4n1 x : y/2 = 8n1 : 4n1 Þ x= y. v CTN của X (CH)n hay CnHn CnHn + kBr2 ® CnHnBrk 13n ® 160k 5,2 ® 8 67 n kknkn 8205,2 8 160 2,5 13 =Þ=Þ= X là dẫn xuất của Benzen Þ n ³ 6 Þ k £ 8/6 = 1,33 Þ k = 1 và n = 8. v Vậy CTPT A : C8H8 r = (8.2 + 2 – 8) = 5 A là dẫn xuất của benzen, A lại làm mất màu dd Br2 Þ có nối đôi C=C ở nhánh. v CTCT A : CH=CH2 A là Styren. Bài 3 : Đốt cháy 19,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp thì thu được V lít CO2 (0oC, 2 atm). Cho V lít CO2 trên qua dd Ca(OH)2 thì thu được 30g kết tủa. Nếu tiếp tục cho dd Ca(OH)2 vào đến dư thì thu được thêm 100g kết tủa nữa. a) Xác định CTPT 2 ankan. b) Tính thành phần % theo khối lượng 2 hydrocacbon. GIẢI Ở bài này, đốt cháy hỗn hợp gồm 2 ankan liên tiếp nên dùng phương pháp trung bình để giải. a) Xác định CTPT 2 ankan : Đặt CTTQ 2 ankan X : CnH2n+2 : a (mol) Y : CmH2m+2 : b (mol) CTPT trung bình 2 ankan 22 +nn HC Giả sử n < m Þ n< n < m = n + 1. CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3 + H2O 2CO2 + Ca(OH)2 ® Ca(HCO3)2 Khi cho thêm dd Ca(OH)2 vào đến dư : Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 ® 2CaCO3 + 2H2O Áp dụng ĐLBT khối lượng thì mCO2 = mCO2(trong å 3CaCO ) Þ nCO2 = nCaCO3 = 3,1100 10030 = + (mol) Þ mCO2 = 1,3.44 = 57,2 (g) OHnCOnOnHC nn 22222 )1( 2 13 ++¾® + + + M 44 n 19,2 57,2 68 Ta có tỉ lệ : 2,57 44 2,19 214 2,57 44 2,19 nnnM = + Û= n = 2,6 Ta có n < n = 2,6 < m = n+1 Þ n = 2 và m =3 v Vậy CTPT 2 ankan là C2H6 và C3H8 b) Tính % các hydrocacbon trên : C2H6 + 7/2O2 ® 2CO2 + 3H2O a ® 2a (mol) C3H8 + 5O2 ® 3CO2 + 4H2O b ® 3b (mol) nCO2 = 2a + 3b = 1,3 (1) mhh = 30a + 44b = 19,2 (2) (1) , (2) Þ a = 0,2 ;b = 0,3 (mol) %C2H6 = %25,31%100*2,19 2,0.30%100* 2,19 30 == a % C3H8 = %75,68%100*2,19 3,0.44%100* 2,19 44 == b Bài 4 : Một hỗn hợp X gồm 2 hydrocacbon liên tiếp nhau thuộc cùng một dãy đồng đẳng và đều ở thể khí ở đktc. Đốt cháy X với 6,4g O2 (lấy dư) và cho hỗn hợp CO2, H2O, O2 dư đi qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì có 100g kết tủa và còn lại 1 khí thoát ra có V= 11,2l(0,4atm,OoC). a) Xác định dãy đồng đẳng A,B b) Xác định CTPT của A, B Tóm tắt : X 6,4g O2 CO2 H2O O2 dö dd Ca(OH)2 dö 1 khí coù V=11,2l (0,4atm;OoC) 100g nO2bđ = 64/32 = 2 mol GIẢI Ở bài này, đốt cháy 2 hydrocacbon liên tiếp thuộc cùng một dãy đồng đẳng nên sử dụng phương pháp trung bình để giải. a) Xác định dãy đồng đẳng của A, B : nO2 dư = PV/RT = 11,2.0,4/(0,082.273) = 0,2 mol nO2 pu = 2-0,2 = 1,8 (mol) khí CO2, H2O bị hấp thụ vào dd Ca(OH)2 dư 69 Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O nCO2 = nCaCO3 = 100/100 = 1 mol OH 2 yCOxO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷÷ ø ö çç è æ ++ Áp dụng ĐLBT nguyên tố (O) cho ptpu cháy : nO2 pứ = nCO2 + ½ nH2O Þ nH2O = 2(nO2 pư – nCO2) = 2(1,8-1) = 1,6 mol. Ta thấy nH2O > nCO2 Þ hai hydrocacbon trên thuộc dãy đồng đẳng ankan. CTPT trung bình 2 ankan là : 22 +nn HC OHnCOnOnHC nn 22222 )1( 2 13 ++¾® + + + x ® (3 n +1)/2x ® x n ® x ( n +1) (mol) nCO2 = x n = 1 nH2O = x( n +1) = 1,6 x = 0,6 n = 1,67 1 < n =1,67 < m= n + 1 Þ n= 1 và m = 2 Þ CTPT 2 ankan là CH4 và C2H6 Bài 5 : Đốt cháy 560cm3 hỗn hợp khí (đktc) gồm 2 hydrocacbon có cùng số nguyên tử cacbon ta thu được 4,4g CO2 và 1,9125g hơi nước. a) Xác định CTPT các chất hữu cơ. b) Tính %khối lượng các chất. c) Nếu cho lượng CO2 trên vào 100 ml dd KOH 1,3M; Tính CM muối tạo thành. GIẢI Ở bài này, ta dùng phương pháp số nguyên tử H trung bình kết hợp với phương pháp biện luận để giải. a) Xác định CTPT các hydrocacbon : Đặt CTPT 2 hydrocacbon trên : ïî ï í ì y'x yx HC :B HC:A CTPT trung bình 2 hydrocacbon trên : yx HC Giả sử y < y’ Þ y < y < y’ Số mol hỗn hợp khí nhh = 025,04,22 56,0 = mol nCO2 = 4,4/44 = 0,1 (mol) nH2O = 1,9125/18 = 0,10625 (mol) 70 OH 2 yCOxO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷÷ ø ö çç è æ ++ 0,025 ® 0,025x ® 0,025 y /2 î í ì = = Þ ïî ï í ì == == 8,5y 4x 0,10625 2 y0,025n 0,10,025n H2O CO2 CTPT A, B có dạng : A : C4Hy và B : C4Hy’ Ta có y < y < y’ hay y < 8,5 <y’ (1) Biện luận tìm CTPT B : 8,5 < y’ chẵn y’ £ 2x + 2 = 2.4 + 2 = 10 Þ y’ =10 Þ CTPT B : C4H10 Tương tự biện luận tìm CTPT A : y < 8,5 y chẵn y 2 4 6 8 A C4H2 C4H4 C4H6 C4H8 Vậy có 4 cặp nghiệm : î í ì 10'4 24 HC :B HC:A và î í ì 10'4 44 HC :B HC:A và î í ì 10'4 64 HC :B HC:A và î í ì 10'4 84 HC :B HC:A c) Tính CM các muối tạo thành : nKOH = V.CM = 0,1.1,3 = 0,13 (mol) Ta có : 2CO KOH n n = 3,1 1,0 13,0 = Þ Tạo thành 2 muối. CO2 + 2KOH ® K2CO3 + H2O a 2a a (mol) CO2 + KOH ® KHCO3 b b b (mol) Ta có : Þ î í ì ==+ ==+ 13,0nb2a 1,0nba KOH CO2 î í ì = = 0,07b 0,03a (mol) CM(K2CO3 ) = 3,00,1 0,03 = (M) CM(KHCO3) = 7,00,1 0,07 = (M) Bài 6 : Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm ankin (A) và ankan (B) có V = 5,6 lít (đkc) được 30,8g CO2 và 11,7g H2O Xác định CTPT A,B. Tính % A,B. Biết B nhiều hơn A một C 71 GIẢI Ở bài này, đốt cháy hỗn hợp 2 hydrocacbon không phải là đồng đẳng của nhau nên không dùng phương pháp trung bình được mà sử dụng phương pháp ghép ẩn số và biện luận để giải. Gọi 5,6 l hh : î í ì + b a :HC :B :HC:A 22mm 2-2nn (mol) (n ³ 2; m ³ 1) O1)H(nnCOO 2 3nHC 2222-2nn -+¾®+ a an a(n-1) (mol) O1)Hm(mCOO 2 13mHC 22222mm ++¾® + ++ b bm bm (mol) n hỗn hợp = a+ b = 25,04,22 6,5 = (mol) (1) n CO2 = an + bm = 7,044 8,30 = (mol) (2) n H2O = a(n-1) + bm = 65,018 7,11 = (mol) (3) (2), (3) Þ an - a + bm = 0,65 0,7 - a = 0,65 a = 0,05 mol (1) b = 0,25 – a = 0,25-0,05 = 0,2 mol (2) an + bm = 0,05n +0,2m = 0,7 n + 4m = 14 Þ m £ 3,5 n = 14 – 4m m = n +1 vì B nhiều hơn A một C Biện luận : m 1 2 3 n 10 6 2 Vậy m = 3 n =2 Vậy CTPT A, B: î í ì 63 22 : : HCB HCA Bài 7 : Một hỗn hợp khí (X) gồm 1 ankan, 1 anken và 1 ankin có V =1,792 lít (ở đktc) được chia thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Cho qua dung dịch AgNO3/NH3 dư tạo 0,735 g kết tủa và thể tích hỗn hợp giảm 12,5% 72 - Phần 2 : Đốt cháy hoàn toàn rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào 0,2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,0125M thấy có 11g kết tủa Xác định CTPT của các hydrocacbon. GIẢI : Ở bài này, có nhiều thí nghiệm với nhiều dữ kiện, ta nên dùng phương pháp ghép ẩn số để giải. nhh = 08,04,22 792,1 = mol gọi a, b, c lần lượt là số mol của ankan, anken, ankin trong mỗi phần Þ a + b + c = 0,04 mol (1) v Phần 1 + dd AgNO3/NH3 dư ® 0,735g ¯ Vhh giảm 12,5% Þ Vankin = 12,5%(1/2Vhh) Þ nankin = c = 12,5%*0,04 = 0,005 mol (2) Þ M¯= 147 005,0 735,0 = Þ Trong phân tử kết tủa chỉ có một nguyên tử bạc. Vậy ankin ban đầu là ankin-1 Đặt CTPT kết tủa CnH2n-3Ag M¯ = 14n +105 = 107 Þ n= 3 Vậy CTPT ankin là C3H4. Ta có a + b = 0,04- c =0,04 -0,005 = 0,035 mol (3) v Phần 2 : C3H4 + 4O2 ® 3CO2 + 2H2O 0,005 ® 0,015 (mol) CmH2m + 3m/2O2 ® mCO2 + mH2O b ® mb (mol) CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 ® nCO2 + (n+1)H2O a ® na (mol) nCO2 = 0,015 + mb + na (mol) (4) nCa(OH)2 = 0,2 * 0,0125 = 0,115 mol nCaCO3 = 11/100 = 0,11(mol) Khi cho CO2 vào dd Ca(OH)2 có thể xảy ra các phản ứng sau : Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3 + H2O (5) Ca(OH)2 + 2CO2 ® Ca(HCO3 )2 (6) v TH 1 : Số mol CO2 thiếu so với dd Ca(OH)2, chỉ xảy ra phương trình phản ứng số (5) nCO2 = 0,015 + mb + na = nCaCO3 = 0,11 mol Þ mb + na = 0,095 mol (7) 73 Cách 1 : Dùng phương pháp biện luận dựa vào giới hạn Giả sử n < m Þ na + nb < na + mb < ma + mb n(a + b) < na + mb < m(a + b) n < ba mbna + + < m 1 £ n < 7,2 035,0 095,0 = <m £ 4 Þ î í ì = = 4;3 2;1 m n Vậy có 4 cặp nghiệm ứng với trường hợp 1 : î í ì 63 4 : : HCanken CHankan hay î í ì 63 62 : : HCanken HCankan hay î í ì 84 4 : : HCanken CHankan hay î í ì 84 62 : : HCanken HCankan Giả sử m < n Þ 2 £ m < 7,2 035,0 095,0 = <n £ 4 î í ì = = 2 4,3 m n Có 2 cặp nghiệm : î í ì 42 83 : : HCanken HCankan hay î í ì 42 104 : : HCanken HCankan v TH 2 : Xảy ra cả hai phương trình phản ứng 5,6 : Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3 + H2O (5) 0,11 0,11 0,11 (mol) Ca(OH)2 + 2CO2 ® Ca(HCO3 )2 (6) (0,115-0,11) 2.0,005 nCO2 = 0,11 + 2.0,005 = 0,12 (mol) Þ na + mb = 0,12 – 0,015 = 0,105 (mol) Giả sử n<m Þ 1£ n < 3 035,0 105,0 = <m £ 4 Þ î í ì = = 4 2,1 m n Þ CTPT î í ì 84 4 HC CH và î í ì 84 62 HC HC * n = 3 î í ì 63 83 HC HC Giả sử m < n 74 Þ 2£ m < 3 035,0 105,0 = <n £ 4 Có 2 cặp nghiệm : î í ì = = 2 3 m n và î í ì = = 2 4 m n CTPT các chất : î í ì 42 83 HC HC và î í ì 42 104 HC HC Vậy có 11 nghiệm thỏa yêu cầu đề bài. Cách 2 : dùng phương pháp trung bình kết hợp với phương pháp biện luận. Đặt CTPT trung bình của ankan, anken : knn HC 222 -+ Viết các phương trình phản ứng như trên ba bmann + + = Biện luận tương tự như trên. Bài 8 : Đốt cháy hoàn toàn 0,3mol hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (thuộc các dãy đồng đẳng ankan, anken, ankin) có tỉ lệ phân tử lượng 22:13 rồi dẫn sản phẩm sinh ra vào bình Ba(OH)2 dư thấy bình nặng thêm 46,5g và có 147,75g kết tủa. a) Tìm CTPT A, B và tính khối lượng mỗi chất. b) Cho 0,3 mol X lội từ từ qua 0,5 lít dung dịch Br2 0,2M thấy dung dịch Br2 mất màu hoàn toàn, khí thoát ra khỏi dung dịch Brôm chiếm thể tích 5,04 lít (đktc). Hỏi thu được sản phẩm gì? Gọi tên và tính khối lượng của chúng. GIẢI : Ở bài này, ta có thể giải theo phương pháp biện luận so sánh số mol kết hợp phương pháp ghép ẩn số để giải hoặc sử dụng phương pháp trung bình. Sản phẩm cháy của 2 hydrocacbon là CO2 và H2O. Khi hấp thụ vào bình chứa dd Ba(OH)2 thì Cả CO2 và H2O đều bị dd Ba(OH)2 dư hấp thụ mbình tăng = mCO2 + mH2O = 46,5g CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3 ¯ + H2O nCO2 = nBaCO3 = 75,0197 75,147 = mol Þ mH2O = 46,5 – 0,75.44 = 13,5(gam) Þ nH2O = 75,018 5,13 = (mol) Cách 1 : Ta thấy khi đốt hai hydrocacbon cho số mol nCO2 = nH2O = 0,75 mol Cách 2 : biện luận theo phương pháp số k trung bình 75 Đặt CTPT trung bình của hai hydrocacbon trên là : k22n2n HC -+ ( ) OHk1nCOnO 2 k1n3HC 222k22n2n -++® -+ + -+ 1 ® n ® ( k-+1n ) (mol) 0,3 ® 0,3 n ® 0,3( k-+1n ) (mol) nCO2 = 0,3 n = 0,75 (mol) Þ n = 2,5 nH2O = 0,3( k-+1n ) = 0,75 (mol) thay n = 2,5 vào phương trình trên Þ k =1 Þ có hai trường hợp : * A, B đều là anken * A là ankan, B là ankin (hoặc ngược lại) v TH 1 : A, B là anken. Đặt CTPT î í ì b:HC:B a:HC:A 2mm 2nn (mol) Đặt CTPT trung bình 2 anken n2n HC OHnCOnO 2 n3HC 222n2n +®+ 0,3 ® 0,3 n nCO2 = 0,3 n = 0,75 Þ n = 2,5 Giả sử n< m Þ n= 2. Þ CTPT A là C2H4. A là anken nhỏ nhất nên ta chỉ có tỉ lệ : 4,3 13 44 13 22 14 14 ==Þ== m n m M M A B (loại) v TH 2 : A là ankan, B là ankin î í ì + b:HC:B a:HC:A 2-2mm 22nn (mol) O1)H(nnCOO 2 13nHC 22222nn ++¾®¾ + ++ a ® an ® a(n+1) (mol) O1)H-m(mCOO 2 1-3mHC 2222-2mm +¾®+ b ® bm ® b(m-1) (mol) ta có : nCO2 = an + bm = 0,75 (1) nhh = a + b = 0,3 (2) nH2O = a(n+1) + b(m-1) = an + bm + (a-b) = 0,75 (3) 76 Thay (1) vào (3) : Þ a- b = 0 hay a= b (2) Þ a = b = 0,15 (mol) (1) Þ n + m = 5 15,0 75,0 = Xét tỉ lệ phân tử lượng giữa A và B ta có hai trường hợp : · MA : MB = 22 : 13 Þ 2 35 5.14 35 )(14 13 214 22 214 == + = - = + nmmn n = 3 (A : C3H8) và n =2 (B : C2H2) · MB : MA = 22 : 13 Þ 2 35 5.14 35 )(14 22 214 13 214 == + = - = + nmmn Þ n = 1,7 và m = 3,28 (loại) Vậy hai hydrocacbon đó là : î í ì 0,15:HC:B 0,15:HC:A 22 83 (mol) Tính khối lượng các chất trong hỗn hợp : mC3H8 = 0,15.44 = 6,6 (g) mC2H2 = 0,15.26 = 3,9 (g) b) Xác định tên và tính khối lượng sản phẩm : nBr2 = 0,5.0,2 = 0,1(mol) · Dung dịch Br2 bị mất màu hòan toàn chứng tỏ 0,1 mol Br2 trong dd đã phản ứng hết. · Số mol khí thoát ra khỏi dd Br2 là 5,04/22,4 = 0,225 (mol) trong đó có 0,15 mol C3H8. Þ nC2H2 pứ = 0,225 – 0,15 = 0,075 (mol) · Hai phản ứng có thể xảy ra : C2H2 + Br2 ® C2H2Br2 (lỏng) a ® a ® a (mol) C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4 (lỏng) b ® 2b ® b (mol) Ta có hệ phương trình : î í ì =+ =+ 0,075ba 0,12ba Þ î í ì = = 0,025b 0,05a Þ ïî ï í ì == == 8,65g0,025.346m 9,3g0,05.186m 422 222 BrHC BrHC Tên 2 sản phẩm : C2H2Br2 : 1,2- Dibrometen; C2H2Br4 : 1,1,2,2-Tetrabrometan. Bài 9 : Một hỗn hợp gồm một số hydrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng có khối lượng phân tử trung bình ( M ) = 64. 77 ở 100oC thì hỗn hợp này ở thể khí, làm lạnh đến nhiệt độ phòng thì một số chất bị ngưng tụ. các chất khí có khối lượng phân tử trung bình (= 54). Các chất lỏng có (=74). Tổng khối lương các chất trong hỗn hợp đầu là 252. Biết khối lượng phân tử chất nặng nhất gấp đôi chất nhẹ nhất. Tìm CTPT các chất và % thể tích các chất trong hỗn hợp. GIẢI : Ở bài này, áp dụng tính chất đồng đẳng trong toán học để giải Gọi a1, a2, …, an là khối lượng phân tử của các hydrocacbon trên. * Áp dụng tính chất toán học : Các hydrocacbon liên tiếp thuộc cùng một dãy đồng đẳng sẽ tạo nên một cấp số cộng có công sai d = 14 an = a1 + (n-1)d S = n* 2 aa n1 + Với an = 2a1 Þ 2a1 = a1 + (n-1).14 Þ a1 = 14(n-1) Þ S = 1,5na1 = 252 Hay 15,5.14n(n-1) = 252 Þ 21n12 - 21n1 - 252 = 0 n = 4(nhận) hay n = -3 (loại) a1 = 14(4-1) = 42 đặt hydrocacbon đầu là A1 : CxHy M1 = 12x + y = 42 mà : y chẵn y £ 2x +2 x 1 2 3 ³ 4 y 30 18 6 < 0 Vậy A là C3H6, là hydrocacbon đầu tiên trong cấp số cộng trên. Các đồng đẳng kế tiếp của nó là C4H8, C5H10, C6H12 (M = 84) Tính % thể tích các chất trong hỗn hợp : Gọi a, b, c, d (mol) lần lượt là số mol các hydrocacbon tương ứng : C3H6, C4H8, C5H10, C6H12 . Ta có : 64 dcba 84d70c56b42aM = +++ +++ = (1) 54 ba 56b42aM ' = + + =khi Þ b = 6a (2) 74 dc 84d70cM l = + + = Þ c = 2,5d(3) Thay (2), (3) vào (1) : 78 64 d2,5d6aa 84d70.2,5d56.6a42aM = +++ +++ = Þ 64 d5,37a 259d378a = + + Þ d = 2a (4) Þ c= 2,5.2a = 5a (3’) nhh = a + b + c + d = a + 6a + 5a + 2a = 14a Ở cùng điều kiện, tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ về thể tích %C3H6 = %14,7%100*14a a = %C4H8 = %85,42%100*14a 6a = %C5H10 = %71,35%100*14a 5a = %C6H12 = %28,14%100*14a 2a = II.3 – BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HỖN HỢP CÁC HIDROCACBON ĐÃ BIẾT CTPT v II.3.1 MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP : - Khai thác tính chất hóa học khác nhau của từng loại hydrocacbon, viết các phương trình phản ứng. - Đặt a, b, c,… lần lượt là thể tích (hoặc số mol) khí trong hỗn hợp. - Lập các phương trình đại số : bao nhiêu dữ kiện là bấy nhiêu phương trình. - Các thí nghiệm thường gặp trong toán hỗn hợp : + Đốt cháy hỗn hợp trong O2 : thường dùng lượng dư O2 (hoặc đủ) để phản ứng xảy ra hoàn toàn, nếu thiếu oxi bài toán sẽ trở nên phức tạp vì sản phẩm có thể là C, CO, CO2, H2O, hoặc sản phẩm chỉ gồm CO2, H2O đồng thời dư hydrocacbon. + Phản ứng cộng với H2 : cho hỗn hợp gồm hydrocacbon chưa no và H2 qua Ni, toC (hoặc Pd,to) sẽ có phản ứng cộng. - Độ giảm thể tích hỗn hợp bằng thể tích H2 tham gia phản ứng. Ta luôn có : - Số mol hỗn hợp trước phản ứng lớn hơn số mol hỗn hợp sau phản ứng. hhn T> hhn S - Khối lượng hỗn hợp trước và sau phản ứng bằng nhau (ĐLBTKL). mhh T = mhhS 79 Þ TM < SM Þ dT < dS + Phản ứng với dd brôm và thuốc tím dư, độ tăng khối lượng của dd chính là khối lượng của hydrocacbon chưa no. CnH2n+2-2k + kBr2 ® CnH2n+2-2kBr2k + Phản ứng đặc trưng của ankin-1 : 2R(C º CH)n + nAg2O ® 2R(C º CAg)n ¯ + nH2O Khi làm toán hỗn hợp do số mol các chất luôn thay đổi qua mỗi thí nghiệm do đó khi qua thí nghiệm mới ta nên liệt kê số mol của hỗn hợp sau và trước mỗi thí nghiệm. Lưu ý : trong công thức tính PV = nRT thì V là Vbình. Ví dụ : Một bình kín có dung tích 17,92 lít đựng hỗn hợp gồm khí hidro và axetilen (ở OoC và 1 atm) và một ít bột Ni xúc tác. Nung nóng bình một thời gian sau đó làm lạnh đến 0oC. a) Nếu cho ½ lượng khí trong bình qua dd AgNO3/NH3 sẽ sinh ra 1,2 gam kết tủa vàng nhạt. Tìm số gam axetilen còn lại trong bình. b) Cho ½ lượng khí còn lại qua dd Brom thấy khối lượng dung dịch tăng lên 0,41 gam. Tính số gam etilen tạo thành trong bình. c) Tính thể tích etan sinh ra và thể tích H2 còn lại sau phản ứng. Biết tỉ khối hỗn hợp đầu (H2 + C2H2 trước phản ứng) so với H2 = 4. Bột Ni có thể tích không đáng kể. GIẢI a) Tính lượng axetilen còn dư : v Phần 1 : Sản phẩm cháy tạo kết tủa vàng nhạt với ddAgNO3/NH3 chứng tỏ hỗn hợp còn axetilen dư Các ptpứ : C2H2 + Ag2O ¾¾¾¾ ®¾ 33/NHddAgNO C2Ag2 ¯ + H2O nC2Ag2 = 005,0240 2,1 = (mol) Lượng axetilen còn lại trong bình : nC2H2 dư = 2nC2H2 pứ = 2nC2Ag2 = 2.0,005 = 0,01 (mol) b) Tính số gam etilen tạo thành trong bình : v Phần 2 : Các ptpứ : C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 b ® b ® b (mol) C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4 0,005 ® 2.0,005 (mol) Áp dụng ĐLBT khối lượng : mbình tăng = mC2H4 + mC2H2 Þ mC2H4 = mbình tăng – mC2H2 = 2(0,41- 0,005.26) = 0,56 (g) 80 nC2H4 = 02,028 56,0 = (mol) c) Thể tích etan sinh ra và thể tích H2 còn lại : v Phần 3 : nhh = 8,04,22 92,17 = (mol) Gọi x (mol) là số mol H2 trong 0,8 mol hỗn hợp ban đầu. M hh = 4.2 = 8 M hh = 88,0 )8,0(26.2 = -+ xx Þ x = 0,6 (mol) nC2H2 bđ = 0,2 (mol) Các ptpứ : C2H2 + H2 ¾¾ ®¾ C otNi, C2H4 0,02 ¬ 0,02 (mol) C2H2 + 2H2 ¾¾ ®¾ C otNi, C2H6 y ® 2y ® y (mol) Gọi y là số mol etan tạo thành. nC2H2 pứ tạo etan = y = 0,2 – (0,01 + 0,02) = 0,17 (mol) Þ nEtan = 0,17 (mol) nH2 còn lại = 0,6 – (0,02 + 2.0,17) = 0,24 mol Ghi chú : ta nên đặt các ẩn số ngay từ đầu và phải cùng đơn vị. Qua mỗi thí nghiệm sẽ giúp ta tìm một ẩn số. Lưu ý lượng hỗn hợp mang phản ứng trong mỗi thí nghiệm có thể khác nhau nhưng tỉ lệ thành phần các chất trong hỗn hợp không đổi. II.3.2 PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HỖN HỢP CÁC HYDROCAC ĐÃ BIẾT CTPT Bài 1 : Đốt cháy hoàn toàn 100cm3 hỗn hợp A gồm : C2H6, C2H4, C2H2 và H2 thì thu được 90cm3 CO2. Nung nóng 100cm3 A có sự hiện diện của Pd thì thu được 80cm3 hỗn hợp khí B. Nếu cho B tiếp tục qua Ni, to thì thu được chất duy nhất. Tìm % các chất trong hỗn hợp. GIẢI : Đặt 100cm3 hh A gồm : C2H6 : a C2H4 : b 81 C2H2 : c H2 : d (cm3) Þ a + b + c + d = 100 (cm3) v TN1 : Các ptpứ : C2H6 + 7/2O2 ® 2CO2 + 3H2O a ® 2a (mol) C2H4 + 3O2 ® 2CO2 + 2H2O b ® 2b (mol) C2H2 + 5/2O2 ® 2CO2 + H2O c ® 2c (mol) H2 + 1/2O2 ® H2O d ® d (mol) Lưu ý : H2 cũng cháy trong Oxi, sản phẩm là H2O. VCO2 = 2(a + b + c) = 90 (cm3) Þ a + b + c = 45 (cm3) Þ d = 100 – 45 = 55(cm3) (1) v TN2 : xúc tác Pd,toC thì một liên kết p bị đứt, sản phẩm cộng là anken. C2H2 + H2 ¾¾ ®¾ CtPd, o C2H4 c ® c (cm3) Thể tích hỗn hợp giảm : Vkhí giảm = 2c – c = c = 100 – 80 = 20 (cm3) (2) Hỗn hợp khí B gồm : C2H6 : a C2H4 : b + c (cm3) H2 : d – c = 55 – 20 = 35 v TN3 : C2H4 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 b + c b + c (cm3) Vì chỉ thu được một khí duy nhất Þ C2H4 và H2 đều hết. Þ b + c = 35 Þb = 35 – c = 35 – 20 = 15 (cm3) a = 100 – (b + c + d) = 100 – (15 + 20 + 55) = 10 (cm3) % thể tích các chất trong hỗn hợp : %VC2H6 = %100.100 10%100. 100 = a =10% %VC2H4 = %100.100 15%100. 100 = b = 15% 82 %VC2H2 = %100.100 20%100. 100 = c = 20% %VH2 = %100.100 55%100. 100 = d = 55% Bài 2 : Cho 11 gam hỗn hợp gồm 6,72 lít hydrocacbon mạch hở A và 2,24 lít một ankin. Đốt cháy hỗn hợp này thì tiêu thụ 25,76 lít Oxi. Các thể tích đo ở đktc. a) Xác định loại hydrocacbon. b) Cho 5,5 gam hỗn hợp trên cùng 1,5 gam hidro vào một bình kín chứa sẵn một ít bột Ni (ở đktc) đun nóng bình để phản ứng xảy ra hoàn toàn rồi đưa về OoC. Tính thành phần % hỗn hợp cuối cùng và áp suất trong bình. GIẢI : Dựa vào ptpứ cháy, đặt số mol các chất và giải hệ phương trình để tìm các giá trị x, n. a) Xác định loại hydrocacbon : Số mol các chất : nA = 3,04,22 72,6 = (mol) nankin = 1,04,22 24,2 = (mol) nO2 = 15,14,22 76,25 = (mol) Gọi 11g hỗn hợp î í ì - 1,0:: 3,0:: 22nn yx HCAnkin HCA (mol) Các ptpứ : OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ 0,3® 0,3(x + y/4) (mol) O1)H(nnCOO 2 1-3nHC 2222-2nn -+¾®+ 0,1 ® 0,1(3n-1)/2 (mol) nO2 = 0,3(x + 4 y ) + 0,1( 2 1-3n ) = 1,15 mhh = (12x + y)0,3 + (14n - 2)0,1 = 11 Û 36x + 3y + 14n = 112 (1) 4x + y + 2n = 16 (2) (1) – 7.(2) Þ y = 2x Thay y = 2x vào (1), (2) : 83 36x + 6x +14n = 112 4x + 2x + 2n = 16 Û 3x + n = 8 Þ x < 66,2 3 8 = Þ x = 2 C2H4 n = 2 Û C2H2 b) Tính thành phần % hỗn hợp cuối cùng và áp suất trong bình : nH2 = 1,5/2 = 0,75 (mol) Hỗn hợp mới gồm C2H4 : 0,015 mol C2H2 : 0,05 mol H2 : 0,75 mol Các ptpứ : C2H4 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 0,15 ® 0,15 ® 0,15 C2H2 + 2H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 0,05 ® 0,1 ® 0,05 Sản phẩm thu được gồm : C2H6 : 0,2 mol H2 dư : 0,5 mol Tỉ lệ %thể tích chính là tỉ lệ % số mol : %VC2H6 = %6,28%100.5,02,0 2,0 = + %VH2 = %4,71%100.5,02,0 5,0 = + · Tính áp suất : PVbình = nRT Trước phản ứng n1 = nC2H4 + nC2H2 + nH2 = 0,15 + 0,05 + 0,75 = 0,95 (mol) Sau phản ứng n2 = nC2H6 + nH2dư = 0,7 (mol) Ở cùng điều kiện Vbình, T = const 1 2 1 2 n n P P = Þ P2 = 73,095,0 7,0 n n 1 2 @= (atm) (P1 = 1atm ) Bài 3 : Một hỗn hợp khí A gồm C2H2 và H2 có tỉ khối hơi so với không khí bằng 0,4. Đun nóng A với xúc tác Ni một thời gian thu được hỗn hợp khí B, tỉ khối của B so với không khí bằng 7 4 . Nếu cho toàn bộ lượng B qua dung dịch KMnO4 dư thì còn lại khí D thoát ra ngoài, tỉ khối của D so với H2 bằng 4,5. Các thể tích đo ở đktc. a) Tính thành phần % thể tích của hỗn hợp A. b) Tính tỉ số thể tích của A so với thể tích B. Giải thích sự thay đổi thể tích đó. c) Tính thành phần % thể tích của hỗn hợp khí D 84 d) Biết VB = 3,136 lít, hỏi nếu hấp thu hết lượng B này trong dd Brom dư thì khối lượng các sản phẩm thu được là bao nhiêu? Tóm tắt : hh A C2H2 H2 Ni,toC hh B dd KMnO4 dö khí D thoaùt ra dA/KK=0,4 dB/kk= 4/7 dD/KK= 4,5 hh B dd Br2 dö3,136 lít m sp? GIẢI : a. % thể tích của hỗn hợp A : Trong A, đặt C2H2 : a (mol) H2 : b (mol) Ahh M = 0,4.29 = 11,6 Þ ba 2b 26a + + = 11,6 Þ b = 1,5a %C2H2 = %100.ba a + = %100. 1,5aa a + = 40% %H2 = 100% - 40% = 60% b. Tỉ lệ thể tích của A so với B : Phản ứng có thể xảy ra : C2H2 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H4 C2H2 + 2H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 Phản ứng cộng H2 làm giảm số mol khí nhưng không làm thay đổi khối lượng khí Þ nB < nA Þ VB < VA. Ta có : mA = mB Þ Ahh M .nA = Bhh M .nB Þ B A n n = hhA hhB M M Với Bhh M = 29. 7 116 7 4 = (gam/mol) và Ahh M = 11,6 Þ 7 10 6,11 7 116 n n B A == Vì tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol khí nên VA : VB = 10 : 7 c. % thể tích hỗn hợp khí D : Hỗn hợp B gồm C2H4, C2H6, C2H2 dư và H2 dư khi cho qua dung dịch KMnO4 thì C2H4 và C2H2 dư bị oxi hóa và giữ lại trong dung dịch : C2H4 + [O] + H2O ® C2H4(OH)2 C2H2 + 4[O] ® HOOC–COOH 85 Hỗn hợp khí D thoát ra gồm C2H6 và H2 dư. Trong hỗn hợp D gọi C2H6 : x(mol) và H2 dư : y (mol). Ta có Dhh M = 4,5.2 = 9 Þ yx 2y 30x + + = 9 Þ y = 3x Þ %C2H6 = yx x + .100% = %100. 3xx x + = 25% %H2 = 100% - 25% = 75% d. Khối lượng các sản phẩm : C2H2 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H4 u u u (mol) C2H2 + 2H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 x 2x x (mol) Gọi u (mol) là số mol C2H4 thu được Þ B gồm : C2H4 : u (mol) C2H6 : x (mol) C2H2 dư : a – (u + x) (mol) H2 dư : 3x (mol) · nB = =4,22 136,3 0,14 (mol) Þ u + x + a – (u + x) + 3x = 0,14 Þ a + 3x = 0,14 (1) · nH2 ban đầu = 1,5a(mol) Þ u + 2x +3x = 1,5 Þ1,5a = u + 5x (2) · B A n n = Þ 7 10 7 10 0,14 2,5a = Þ a = 0,8 (mol) Từ (1) Þ x = 0,02 (mol) Từ (2) Þ u = 0,02 (mol) Trong B chỉ có C2H4 : 0,02 (mol) và C2H2 : 0,04 (mol) cho phản ứng cộng với dung dịch Br2 : C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 0,02 ® 0,02 (mol) C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4 0,04 ® 0,04 (mol) Þ mC2H4Br2 = 0,02.188 = 3,76 (gam) mC2H2Br4 = 0,04.346 = 13,84 (gam) Bài 4 : Một bình kín 2 lít ở 27,3oC chứa 0,03 mol C2H2 ; 0,015 mol C2H4 và 0,04 mol H2 có áp suất P1. Tính P1 - Nếu trong bình đã có một ít bột Ni làm xúc tác (thể tích không đáng kể) nung bình đến nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu được hỗn hợp khí A có áp suất P2. - Cho hỗn hợp A tác dụng với lượng dư dd AgNO3/NH3 thu được 3,6 gam kết tủa. Tính P2. Tính số mol mỗi chất trong A.. 86 GIẢI : · Tính áp suất P1 : Tổng số mol các chất trước phản ứng : n1 = nC2H2 + nC2H4 + nH2 = 0,03 + 0,015 + 0,04 = 0,085 (mol) Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng : 05,1 2 3,300.082,0.085,011 1 ===Þ= V RTnPnRTPV atm · Tính áp suất P2 và số mol các chất : Các ptpứ : C2H2 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H4 a ® a ® a (mol) C2H4 + H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C2H6 b ® b ® b (mol) Vì số mol H2 = 0,04 < nC2H2 + nC2H4 = 0,045 (mol) nên phản ứng hết H2 Đặt a, b là số mol H2 tham gia hai phản ứng trên Þ a + b = 0,04 (1)(mol) C2H2 còn dư sau phản ứng trên tác dụng với lượng dư dd AgNO3/NH3 : HC º CH + Ag2O ¾¾¾¾ ®¾ 33/NHddAgNO C2Ag2 ¯ + H2O 0,015 ¬ 0,015 (mol) nC2Ag2 = 015,0240 6,3 = (mol) Þ nC2H2 dư = 0,015 mol Þ nC2H2 phản ứng = a = 0,03 – 0,015 = 0,015 (mol) b = 0,04 – a = 0,04 – 0,015 = 0,025 (mol) å nC2H4 = nC2H4 bđ + a = 0,015 + 0,015 = 0,03 (mol) nC2H4 d ư = 0,03 – b = 0,03 – 0,025 = 0,005 (mol) Áp suất P2 : å n2 = nC2H2 dư + nC2H4 dư + nC2H6 = 0,015 + 0,005 + 0,025 = 0,045 (mol) 554,0 2 3,300.082,0.045,02 2 === V RTnP (atm) Bài 5 : Cho a gam CaC2 chứa b% tạp chất trơ tác dụng với nước thì thu được V lít C2H2 (đktc) 1) Lập biểu thức tính b theo a và V 2) Nếu cho V lít trên vào bình kín có than hoạt tính nung nóng làm xúc tác,to trong bình toC áp suất P1. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí, trong đó sản phẩm phản ứng chiếm 60%V, nhiệt độ không đổi, áp suất P2 Tính hiệu suất của phản ứng. 3) Giả sử dung tích bình không đổi, thể tích chất rắn không đáng kể. Hãy 87 a) Lập biểu thức tính áp suất P2 theo P1 và hiệu suất h. b) Tính khoảng giá trị của P2 theo P1 GI ẢI : 1) Lập biểu thức tính b theo a và V : · Cách 1 : CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 22,4 V 22,4 V (mol) Gọi V là thể tích C2H2 sinh ra. nC2H2 = 22,4 V mCaC2 = 64. 22,4 V mtạp chất = (a- 22,4 64V ) b% = %100. 7a 20V-a7%100. a 22,4 64V-a = · Cách 2 : CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 64(g) 22,4(lít) a – 0,01b(g) V(lít) b(%) Ta lập được tỉ l ệ : baV 224,04,2264 V 22,4 0,01b-a 64 -=Þ= Þb = 7 207 0,224 64V-22,4a Va - = Þ b%= %100. 7a 20V-a7 2) Tính hiệu suất phản ứng : Xét phản ứng : 3C2H2 ¾¾¾¾¾ ®¾ C,600hoat tinh C o C6H6 x ® x/3 (lít) Gọi x là thể tích C2H2 đã tham gia phản ứng trên Tổng số mol các chất sau phản ứng : ïî ï í ì - 3 : : 66 22 xHC xVHC (lít) å n = V – x + x/3 = V – 2/3x (l) VC6H6 = 60%Vhh 88 Cách 1 : Tính theo chất tham gia : Û VxxVx 11 9) 3 2(6,0 3 =Þ-= Hiệu suất phản ứng h = %81,81%100. 11 9%100.11 9 %100. === V V V x Cách 2 : Tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm : xxVx 9 11V) 3 2(6,0 3 =Þ-= Theo phản ứng : 3C2H2 ¾¾¾¾¾ ®¾ C,600hoat tinh C o C6H6 V ® V/3 (theo lý thuyết) h% = %100. 11 9%100. 3 11x/9 x/3%100. V/3 3/%100. t) thuyê'V(lý ) tê'V(thuc === x = 81,81% 3) a) Lập biểu thức tính áp suất P2 theo P1 và hiệu suất h : Ta có pt TTKLT : PVbình = nRT Ở Vbình, T = const Þ 1 2 1 2 1 2 V V n n P P == V2, V1 : Số mol các chất trong bình. Và V2 = V – 2/3x V1 = V Þ 3.100 h21 V3 21 V 3 2-V V V P P 1 2 1 2 -=-=== xx Þ 12 1 2 P 300 h2300P 300 h2300 P P - =Þ - = b) Tính khoảng giá trị của P2 theo P1 : Ta có 0 < h £ 100 h = 0 Þ 300 h2300 - = 1 h = 100 Þ 300 h2300 - = 3 1 Þ 3 1 P1 £ P2 £ P1 89 Bài 6 : Khi sản xuất đất đèn ta thu được hỗn hợp rắn gồm CaC2, Ca và CaO (hh A). Cho hỗn hợp A tác dụng hết với nước thì thu được 2,5 lít hỗn hợp khí khô X ở 27,0oC và 0,9856atm. Tỉ khối của X so với metan bằng 0,725. a) Tính % khối lượng mỗi chất trong A b) Đun nóng hỗn hợp khí X với bột Ni xúc tác một thời gian thì thu được hỗn hợp khí Y, chia Y làm hai phần bằng nhau. - Phần thứ nhất cho lội từ từ qua bình nước Brom dư thấy còn lại 448 ml hỗn hợp khí X (đktc) và tỉ khối so với Hidro là 4,5. Hỏi khối lượng bình nuớc Brom tăng bao nhiêu gam? - Phần thứ hai đem trộn với 1,68 lít O2 (đktc) trong bình kín dung tích 4 lít. Sau khi bật tia lửa điện để đốt cháy, giữ nhiệt độ bình ở 109,2oC. Tính áp suất bình ở nhiệt độ đó biết dung tích bình không đổi. GIẢI : a) Tính % khối lượng mỗi chất trong A : Gọi 5,52g hh A CaC2 : a Ca : b CaO : c (mol) mhh X = 64a + 40b + 56c = 5,52 (1) Lưu ý : hỗn hợp A tác dụng với nước, cả Ca và CaO cũng có phản ứng. CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2 a a (mol) Ca + H2O ® Ca(OH)2 + H2 b b (mol) CaO + H2O ® Ca(OH)2 c (mol) 2,5 lít khí thu được gồm : C2H2 : a H2 : b XM = 0,725.16 = 11,6 nhhX = a + b = RT PV = 1,0 0,082.300 2,5.0,9856 = (mol) (2) XM = 0,725.16 = 11,6 (gam/mol) Þ mX = XM .nX = 11,6.0,1 = 1,16 (gam) Þ 26a + 2b = 1,16 (3) (2), (3) Þ î í ì = = 0,06b 0,04a (mol) Theo các phản ứng trên : nCaC2 = nC2H2 = 0,04 mol Þ %CaC2 = %38,46%100.52,5 04,0.64 = 90 nCa = nH2 = 0,06 mol Þ %Ca = %48,43%100.52,5 06,0.40 = % CaO = 100% - (46,38 + 43,48)% = 10,14% b) Độ tăng khối lượng bình Brom : * Khi nung nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni, có thể xảy ra 2 phản ứng : C2H2 + H2 ® C2H4 C2H2 + 2H2 ® C2H6 Þ hỗn hợp khí Y có thể gồm C2H4, C2H6, C2H2 dư, H2 dư. * Khi cho ½ hỗn hợp Y qua bình đựng dd Br2 dư thì C2H2, C2H4 bị hấp thu : C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4 (lỏng) C2H4 + Br2 ® C2H4Br2 (lỏng) Þ hỗn hợp khí Z thoát ra gồm C2H6 và H2. nZ = 0,02 mol và zM = 4,5.2 = 9 Þ mZ = 9.0,02 = 0,18 gam * Áp dụng ĐLBT khối lượng, ta có : m1/2hh Y = m1/2hh X = 1,16/2 = 0,58gam So sánh hỗn hợp Y và Z, ta thấy độ tăng khối lượng bình đựng dung dịch Br2 là tổng khối lượng của C2H2 và C2H4 tức là mY - mZ Vậy độ tăng khối lượng bình Brom = 0,58 – 0,18 = 0,4 gam v Tính áp suất bình sau phản ứng cháy : So sánh hỗn hợp X với Y và áp dụng ĐLBT nguyên tố, ta có : å Cn trong ½ hỗn hợp Y = å Cn trong ½ hỗn hợp X = 2.0,02 = 0,04 (mol) å Hn trong ½ hỗn hợp Y = å Hn trong ½ hỗn hợp X = 2.0,02 + 2.0,03 = 0,1 (mol) * Sản phẩm cháy gồm : nCO2 = nC = 0,04 (mol); nH2O = ½ nH = 0,05 (mol) Mặt khác, å On trong CO2 và trong H2O = 0,04.2 + 0,05 = 0,13 (mol) nO ban đầu là 0,075.2 = 0,15 (mol) Þ nO dư = 0,15 – 0,13 = 0,02 (mol) Þ nO2 dư = 0,02/2 = 0,01 (mol) ån các khí trong bình sau khi đốt = 0,04 + 0,05 + 0,01 = 0,1 (mol) Vậy áp suất bình là : P 784,0 4.273 )2732,109.(4,22.1,0 V nRT = + == atm 91 II.4 – BÀI TẬP TỔNG HỢP VỀ HYDROCACBON v Một số lưu ý khi giải bài tập tổng hợp về hydrocacbon : Bài tập tổng hợp là một dạng bài tập trong đó có cả phần tính toán kèm theo câu hỏi lý thuyết hoặc câu hỏi thí nghiệm. Bài tập hỗn hợp thường có các dạng sau : Tìm CTPT của một hay nhiều hydrocacbon sau đó yêu cầu : - Xác định CTCT đúng của các chất đó qua thí nghiệm cho chất đó tác dụng với một chất nào đó thu được sản phẩm cụ thể. - Xác định CTCT rồi viết phương trình phản ứng điều chế một chất hydrocacbon khác hoặc điều chế chất đó từ nguyên liệu chính ban đầu là gì. - Đưa ra phương pháp phân biệt các hydrocacbon mới tìm được hoặc nêu cách tách riêng, tinh chế từng chất trong hỗn hợp các chất mới tìm được. Về phương pháp làm bài tập loại này, chúng ta vận dụng các phương pháp đã hướng dẫn trong phần bài tập lý thuyết và bài tập tìm CTPT, bài tập hỗn hợp để giải. Sau đây là một số bài tập ví dụ : Dạng 1 : Đề bài yêu cầu xác định CTPT của sản phẩm thế, từ đó giả thiết đề cho xác định đúng CTCT của hydrocacbon ban đầu. Bài 1 : Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan B với hơi Br2 có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp X chỉ gồm 2 sản phẩm phản ứng (một chất vô cơ và một chất hữu cơ) ở thể hơi. Tỉ khối hơi của X so với không khí bằng 4. a) Lập CTPT của B và chọn cho M một CTCT thích hợp. b) Nếu tiến hành phản ứng thế 3 nguyên tử hidro trong phân tử B bằng Clo thì có thể thu được mấy đồng phân? GIẢI : Đề bài cho tỉ khối hơi của sản phẩm thế nên ta tìm CTPT sản phẩm rồi suy ra CTCT B a. Lập CTPT của B và chọn CTCT đúng của B. Gọi k là số nguyên tử Brom đã thế vào phân tử B : CnH2n+2 + kBr2 ® CnH2n+2-kBrk + kHBr a ® a ak (mol) Gọi a (mol) là số mol B đã tham gia phản ứng Sản phẩm phản ứng gồm : CnH2n+2-kBrk : a mol và HBr : ak mol Xhh M = 29.4 = 116 Þ 116 8)80214( = + +--+ aka akakkn Þ 14n + 44k = 114 92 n = 14 44114 k- k 1 2 3 n 5 1,8 < 0 Þ CTPT B : C5H12 và dẫn xuất của B : C5H11Br k = 1 : phản ứng xảy ra theo tỉ lệ mol 1:1 và thu được duy nhất một sản phẩm C5H11Br Þ B phải có cấu tạo đối xứng. Þ CTCT B : CH3 C CH3 CH3 CH3 Neopentan hay 2,2 – dimetylpropan b. Ta thu được 3 đồng phân của dẫn xuất 3 clo của B : CH3 C CH3 CCl3 CH3 CH3 C CH2Cl CHCl2 CH3 CH3 C CH2Cl CH2Cl CH2Cl Dạng 2 : Sau khi tìm được CTPT, CTCT của các hydrocacbon đề bài yêu cầu viết ptpứ điều chế các chất Bài 2 : Hỗn hợp khí X gồm 4 hydrocacbon A, B, C, D ở điiều kiện chuẩn. Trộn X với O2 vừa đủ để đốt cháy hết X trong một bình kín nhiệt độ T1 > 100oC và áp suất 0,8amt. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp rồi đưa bình về nhiệt độ T1, đo lại áp suất trong bình vẫn được trị số 0,8atm. Làm lại thí nghiệm với các hỗn hợp X có thành phần A, B, C, D khác nhau vẫn thu được kết quả như cũ. a) Lập CTPT A, B, C, D biết rằng MA < MB < MC < MD. b) Viết ptpư điều chế D từ A và B từ C GIẢI : Nhiệt độ sau khi đốt T1 > 100oC Þ H2O ở thể hơi Ở cùng điều kiện nhiệt độ, thể tích áp suất bình trước và sau khi đốt không đổi Þ số mol khí trong bình trước và sau phản ứng bằng nhau. Khi thay đổi thành phần của hỗn hợp X mà kết quả không thay đổi Þ khi đốt cháy từng chất thì tổng số mol trước và sau phản ứng cũng bằng nhau. Đặt công thức của một chất trong hỗn hợp là : CxHy OH 2 yxCOO 4 yxHC 22 t 2yx 0 +¾®¾÷ ø ö ç è æ ++ a ® a(x + y/4) ® ax ® ay/2 (mol) 93 Ta có : nT = nS Þ a + a(x + 0,25y) = ax + 0,5ay Þ1 + x + 0,25y = x + 0,5y Þ 0,25y = 1 Þ y = 4 Þ Vậy cả 4 hydrocacbon trên đều có 4 nguyên tử H trong phân tử. Mặt khác do A, B, C, D đều ở thể khí nên x £ 4 Þ Vậy 4 hydrocacbon trong X là CH4, C2H4, C3H4, C4H4 Theo thứ tự MA < MB < MC < MD thì A : CH4, B: C2H4, C: C3H4, D: C4H4. b. Viết các ptpứ điều chế : · Điều chế D từ A : 2CH4 ¾¾¾ ®¾ ln,1500 lc O C2H2 + 3H2 2C2H2 ¾¾¾¾ ®¾ CHClCuCl o100,, C4H4 (vinylaxetilen) · Điều chế B từ C : C3H4 + 2H2 ¾¾ ®¾ CtNi, o C3H8 C3H8 ¾®¾ Ct o CH4 + C2H4 Dạng 3 : Tìm CTPT của các hydrocacbon sau đó nêu cách nhận biết hoặc tinh chế hoặc tách các chất trong hỗn hợp hydrocacbon đó. Bài 3 : Đốt cháy một số mol như nhau của 3 hydrocacbon L, L, M ta thu được lượng CO2 như nhau và tỉ lệ số mol H2O và CO2 đối với K., L, M tương ứng bằng 0,5; 1, 1,5. a) Xác định CTPT K, L, M b) Nêu cách nhận biết 3 khí trên đựng trong 3 lọ mất nhãn c) Hãy tách riêng 3 chất trong hỗn hợp trên. GIẢI Đặt công thức chung cho 3 hydrocacbon là CnH2n +2-2k với k là số liên kết p trong phân tử các hydrocacbon trên. Ok)H-1(nnCOO 2 k-13nHC 2222k-22nn ++¾® + ++ a an ® a(n+1-k) (mol) 3 hydrocacbon đốt với số mol như nhau thu được lượng CO2 như nhau nên K, L, M có cùng số C trong phân tử. T = n kn n n CO OH -+= 1 2 2 · K thì T = 0,5 Þ 0,5n = n + 1 – k Þ n = 2(k – 1) 0 £ n £ 4 và k ³ 0 Þ n = 2, k = 2 Þ K : C2H2 · L thì T = 1 Þ n = 2 và k = 1 Þ CTPT L : C2H4 · M thì T = 1,5 Þ n = 2 và k = 0 Þ CTPT M : C2H6 94 b) Nhận biết 3 khí trên đựng trong 3 lọ mất nhãn : - Lấy mỗi khí một ít làm mẫu thử. - Dẫn lần lượt 3 khí vào dd AgNO3/NH3, khí nào tạo được kết tủa vàng nhạt là C2H2. ddAgNO3/NH3 + H2OAgC CAgAg2O+C2H2 (vaøng) - Hai khí còn lại không có hiện tượng gì được dẫn tiếp qua ddBr2 dư, khí nào làm mất màu nâu đỏ của dd Br2 là C2H4, khí còn lại không có hiện tượng gì thoát ra ngoài là C2H6 H2C=CH2 + Br2 ® BrH2C–CH2Br c) Cách tách 3 chất trên ra khỏi hỗn hợp của chúng : - Cũng thực hiện qua các thí nghiệm như trên ta thu được khí C2H6 thoát ra ngoài. - Tinh chế lại C2H2 bằng cách cho dd axít HCl vào kết tủa bạc axetilua, khí axetilen được hoàn nguyên sẽ bay ra ngoài : C2Ag2 + 2HCl ® C2H2­ + 2AgCl¯ - Tinh chế lại C2H4Br2 bằng cách cho thêm ddKOHđặc/ancol vào dd Br2