Bài tập Hiđrocacbon có lời giải

BÀI TẬP: HIĐROCACBON
Bài 1. Đốt chỏy một hỗn hợp gồm 2 hydrocacbon A, B (cú M hơn kộm nhau 28g) thỡ thu được 0,3mol CO2 và 0,5 mol H2O. Tỡm CTPT & tờn A, B
GIẢI :
 Hydrocacbon A, B cú M hơn kộm nhau 28g ị A, B thuộc cựng dóy đồng đẳng.
Cỏch 1 :
A, B + O2 đ CO2 + H2O
>1 ị A, B thuộc dóy đồng đẳng ankan.
Đặt CTTB A, B : : a mol
 a đ a đ a(+1) (mol)
Ta cú ị = 1,5
Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 và CmH2m+2 
Giả sử n< m ị n< 1,5 ị n = 1 ị CTPT A : CH4 (M = 16)
ị MB = 16 + 28 = 44 ị CTPT B : C3H8.
Cỏch 2 : Đặt CTTQ A, B : CnH2n+2 : a mol và CmH2m+2 : b mol
Cỏc ptpứ chỏy :
 a an a(n+1-k) (mol)
 b bm b(m+1-k) (mol)
Ta cú :
ị (a+b)(1-k) = 0,2 ị k = 0 vỡ chỉ cú k = 0 thỡ phương trỡnh mới cú nghĩa.
ị a + b = 0,2 và an + bm = 0,3
Giả sử n < m
ị n(a+b) < m (a+b)
ị n << m ị n < < m
Biện luận tương tự cỏch trờn suy ra CTPT A : CH4 và B : C3H8.
Bài 2. Cracking ankan A, người ta thu được một hỗn hợp khớ B gồm 2 ankan và 2 anken. Tỉ khối hơi của B so với H2 dB/H2 = 14,5. Khi dẫn hỗn hợp khớ B qua dung dịch Br2 dư, khối lượng hỗn hợp khớ giảm đi 55,52%.
a) Tỡm CTPT của A và cỏc chất trong B.
b) Tớnh % thể tớch cỏc chất khớ trong B.
GIẢI
 Ở bài này dựa vào tớnh chất phản ứng cracking và ỏp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tỡm MA kết hợp với phương phỏp ghộp ẩn số để giải.
=14,5.2 = 29	Theo ĐLBT khối lượng : khối lượng A đem cracking = khối lượng hỗn hợp B
ị mAtham gia pứ = mB (1)	Phản ứng cracking làm tăng gấp đụi số mol hydrocacbon nờn
nB = 2nA tham gia pứ (2)(1) chia (2) ị = ẵ MA
ị MA = 29.2 = 58 ị MA = 14n + 2 = 58 ị n= 4
CTPT A là C4H10 	 Cỏc ptpư cracking A :
C4H10 đ CH4 + C3H6
 a đ a a (mol)
C4H10 đ C2H6 + C2H4 
 b đ b b (mol)
 Gọi A, B lần lượt là số mol A đó bị cracking theo 2 phản ứng trờn.
hh B gồm : CH4 : a (mol)
 C2H6 : b (mol)
 C3H6 : a (mol)
 C2H4 : b (mol)
 Khi dẫn hh qua dd Br2 thỡ 2 anken bị hấp thụ.
ị m2anken = 55,52%mB = 55,52%mA ị 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 cựng điều kiện, tỉ lệ số mol cũng chớnh là tỉ lệ về thể tớch
ị %CH4 = %C3H6 = = 15%	%C2H6 = %C2H4 = 
Bài 3 : Đốt chỏy 19,2 g hỗn hợp 2 ankan kế tiếp thỡ thu được V lớt CO2 (0oC, 2 atm). Cho V lớt CO2 trờn qua dd Ca(OH)2 thỡ thu được 30g kết tủa. Nếu tiếp tục cho dd Ca(OH)2 vào đến dư thỡ thu được thờm 100g kết tủa nữa.
 a) Xỏc định CTPT 2 ankan.
 b) Tớnh thành phần % theo khối lượng 2 hydrocacbon.
GIẢI 
 Ở bài này, đốt chỏy hỗn hợp gồm 2 ankan liờn tiếp nờn dựng phương phỏp trung bỡnh để giải.
a) Xỏc định CTPT 2 ankan :
Đặt CTTQ 2 ankan X : CnH2n+2 : a (mol)
 Y : CmH2m+2 : b (mol)
 CTPT trung bỡnh 2 ankan 	Giả sử n < m ị n< < m = n + 1.
CO2 + Ca(OH)2 đ CaCO3 + H2O
2CO2 + Ca(OH)2 đ Ca(HCO3)2 
Khi cho thờm dd Ca(OH)2 vào đến dư :
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 đ 2CaCO3 + 2H2O
Áp dụng ĐLBT khối lượng thỡ mCO2 = mCO2 (trong )
ị nCO2 = nCaCO3 = (mol)	ị mCO2 = 1,3 x 44 = 57,2 (g)
 44
 19,2 57,2
Ta cú tỉ lệ : 
	ị = 2,6
Ta cú n < = 2,6 < m = n+1 	ị n = 2 và m =3
Vậy CTPT 2 ankan là C2H6 và C3H8
b) Tớnh % cỏc hydrocacbon trờn :
C2H6 + 7/2O2 đ 2CO2 + 3H2O
 a đ 2a (mol)
C3H8 + 5O2 đ 3CO2 + 4H2O
 b đ 3b (mol)
nCO2 = 2a + 3b = 1,3 (1)
mhh = 30a + 44b = 19,2 (2)	(1) , (2) ị a = 0,2 ;b = 0,3 (mol)
%C2H6 = 	% C3H8 = 
Bài 4 : Đốt chỏy hoàn toàn V lớt hỗn hợp 2 hiđrocacbon đồng đẳng liờn tiếp thu được 1,12 lớt khớ CO2 ( đktc) và 1,26g H2O. Giỏ trị của V là :
A . 0,112 lớt	B . 0,224 lớt	C . 0,448 lớt	D. 0,336 lớt
Giải:
(lớt)
Bài 5 : Đốt chỏy 560cm3 hỗn hợp khớ (đktc) gồm 2 hydrocacbon cú cựng số nguyờn tử cacbon ta thu được 4,4g CO2 và 1,9125g hơi nước.
 a) Xỏc định CTPT cỏc chất hữu cơ. 
 b) Tớnh %khối lượng cỏc chất.
 c) Nếu cho lượng CO2 trờn vào 100 ml dd KOH 1,3M; Tớnh CM muối tạo thành.
GIẢI
 Ở bài này, ta dựng phương phỏp số nguyờn tử H trung bỡnh kết hợp với phương phỏp biện luận để giải.
a) Xỏc định CTPT cỏc hydrocacbon :
 Đặt CTPT 2 hydrocacbon trờn : 
 CTPT trung bỡnh 2 hydrocacbon trờn : 
Giả sử y < y’ ị y < < y’
Số mol hỗn hợp khớ nhh = mol
nCO2 = 4,4/44 = 0,1 (mol)
nH2O = 1,9125/18 = 0,10625 (mol)
0,025 đ 0,025x đ 0,025/2
CTPT A, B cú dạng : A : C4Hy và B : C4Hy’ 
Ta cú y < < y’ hay y < 8,5 <y’ (1)
Biện luận tỡm CTPT B :
8,5 < y’ chẵn 
y’ Ê 2x + 2 = 2.4 + 2 = 10 	ị y’ =10 ị CTPT B : C4H10 
Tương tự biện luận tỡm CTPT A :
y < 8,5
y chẵn
y
2 4 6 8
A
C4H2 C4H4 C4H6 C4H8
Vậy cú 4 cặp nghiệm :
 và và và 
c) Tớnh CM cỏc muối tạo thành :
nKOH = V.CM = 0,1.1,3 = 0,13 (mol)
Ta cú : = ị Tạo thành 2 muối.
CO2 + 2KOH đ K2CO3 + H2O
 a 2a a (mol)
CO2 + KOH đ KHCO3 
 b b b (mol)
Ta cú : (mol)
CM(K2CO3 ) = (M) CM(KHCO3) = (M)
Bài 6. Đốt chỏy hoàn toàn hỗn hợp gồm ankin (A) và ankan (B) cú V = 5,6 lớt (đkc) được 30,8g CO2 và 11,7g H2O . Xỏc định CTPT A,B. Tớnh % A,B. Biết B nhiều hơn A một cacbon
GIẢI
 Ở bài này, đốt chỏy hỗn hợp 2 hydrocacbon khụng phải là đồng đẳng của nhau nờn khụng dựng phương phỏp trung bỡnh được mà sử dụng phương phỏp ghộp ẩn số và biện luận để giải.
Gọi 5,6 l hh :(mol) (n ³ 2; m ³ 1)
 a an a(n-1) (mol)
 b bm b(m + 1) (mol)
n hỗn hợp = a+ b = (mol) (1)
n CO2 = an + bm =(mol) (2)
n H2O = a(n-1) + b(m + 1) =(mol) (3)
(2), (3) ị an - a + b(m + 1) = 0,65
 0,7 + b - a = 0,65 → a – b = 0,05 mol
→ 0,15n + 0,1m = 0,7	 → m = 7 + 1,5n
 Biện luận :
n
1
2
3
4
m
Lẻ
4
Lẻ
1
Vậy m = 3 n =2 → Vậy CTPT A, B:
Bài 7: Đốt chỏy hoàn toàn m (g) hỗn hợp X gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được 4,4g CO2 và 2,52g H2O, m cú giỏ trị nào trong số cỏc phương ỏn sau ?
A. 1,48g	 B. 2,48 g	 	C. 14,8g 	 D. 24,7 g 
Hướng dẫn: 
Cỏch giải nhanh: 
Bài 8: Đốt chỏy m gam hiđrocabon A thu được 2,688 lớt CO2 ( đktc) và 4,32g H2O. Cụng thức phõn tử của A là: 	
A / C2H6	B / C2H4	C / C2H2	 	D / CH4
Giải :
; Dóy đồng đẳng của ankan 
Theo p/ư ta cú 1 mol → n ( n+ 1) mol
Theo đầu bài 0,12 0,24 mol
 → cụng thức phõn tử của ankan là CH4
Bài 9: Đốt chỏy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở, liờn tiếp trong dóy đồng đẳng thu được 22,4 lớt CO2 (đktc) và 25,2g H2O. CTPT 2 hiđrocacbon là:
A. CH4, C2H6	*B. C2H6, C3H8	C. C3H8, C4H10	 D. C4H10, C5H12
Giải :
 Dóy đồng đẳng của ankan. Hai ankan kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng → cụng thức chung của 2 ankan là 
Theo p/ư ta cú 1 mol → (+ 1) mol
Theo đầu bài 1 1,4 mol
 → n1 = 2 <=2,5< n2 = 3 → cụng thức của 2 ankan là C2H6 và C3H8
Bài 10. Tỉ khối hơi của hỗn hợp khớ C3H8 và C4H10 đối với hiđro là 25,5. Thành phần % thể tớch của hỗn hợp đú là:
A - 50%;50% *	 B - 25%; 75% 	
C - 45% ; 55%	 D - 20% ; 80%
Áp dụng qui tắc đường chộo ta cú : 
Bài 11: Đốt chỏy 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) Xỏc định CTPT K, L, M
b) Nờu cỏch nhận biết 3 khớ trờn đựng trong 3 lọ mất nhón
c) Hóy tỏch riờng 3 chất trong hỗn hợp trờn.
GIẢI
 a, Đặt cụng thức chung cho 3 hydrocacbon là CnH2n +2-2k với k là số liờn kết trong phõn tử cỏc hydrocacbon trờn.
 a an đ a(n+1-k) (mol)
Ba hydrocacbon đốt với số mol như nhau thu được lượng CO2 như nhau nờn K, L, M cú cựng số C trong phõn tử.
T = 
K thỡ T = 0,5 ị 0,5n = n + 1 – k ị n = 2(k – 1)
0 Ê n Ê 4 và k ³ 0
ị n = 2, k = 2 ị K : C2H2 
L thỡ T = 1 ị n = 2 và k = 1
ị CTPT L : C2H4
M thỡ T = 1,5 ị n = 2 và k = 0
ị CTPT M : C2H6 
Bài 12: Đốt chỏy hiđrocacbon A tạo ra 11g CO2. Mặt khỏc, khi cho 3,4g A tỏc dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 thấy tạo thành a gam kết tủa. CTPT của A và a là:
A. C2H2 ; 8,5g	 	B. C3H4 ; 8,5g	 	C. C4H6 ; 8,75g	*D. C5H8 ; 8,7	
Giải: Do A tỏc dụng được với AgNO3 trong NH3 nờn A là ank-1-in:
	CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1)H2O
	3,4 	 0,25
 14n - 2	 n
n== 0,25 mol	Ta cú: = n = 5 CTPT A là C5H8
C5H8 + AgNO3 + NH3 C5H7Ag + NH4NO3
0,05 mol 	 0,05 mol
n= =0,05 mol a = 0,05.175= 8,75g	 Đỏp ỏn D
Bài 13: Đốt chỏy hoàn toàn 2,24 lớt hiđrocacbon X thu được 6,72 lớt CO2 ( đktc). X tỏc dụng với dd AgNO3 trong NH3 sinh ra kết tủa Y. Cụng thức cấu tạo của X là:
CH3-CH=CH2	B. CHCH	C. CH3-CCH	D. CH2=CH-CHCH
Giải:
X tỏc dụng được với dd AgNO3/NH3 X là ank-1-in
CnH2n-2 + O2 nCO2 + (n-1)H2O
Theo p/ư	 1 	 n 	 mol
Theo đầu bài 0,1	 0,3
nX = 0,1 mol ; của X là C3H4
 CTCT X là: CH3-CCH Đỏp ỏn D
Bài 14. Để đốt chỏy 1mol ankan X cần 5 mol oxi, cụng thức của ankan đú là
A. C4H10	B. C3H8.	C. tất cả đều sai.	D. C2H6
Giải: Cụng thức chung của ankan là: 
Theo p/ư	 1 	 cụng thức phõn tử của X là: C3H8
Theo đầu bài	 1 5
Cõu 15. Đốt chỏy hoàn toàn 2 hiđrocacbon kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng. Sản phẩm chỏy cho lần lượt qua 
bỡnh 1 đựng H2SO4 đặc và bỡnh 2 đựng KOH rắn thấy khối lượng bỡnh 1 tăng 5,6 g và bỡnh 2 tăng 8,8g. Hai hiđrocacbon đú là:
A. C2H4, C3H6	 B. C2H6, C3H8	C. C3H6, C4H8	 D. C3H8, C4H10
Giải:
Theo đầu bài khối lượng bỡnh 1 tăng chớnh là khối lượng của H2O
Khối lượng bỡnh 2 tăng chớnh là khối lượng của CO2
 Dóy đồng đẳng của ankan. Hai ankan kế tiếp nhau trong dóy đồng đẳng cụng thức chung của 2 ankan là 
Theo p/ư ta cú 1 mol → 	 (+ 1) mol
Theo đầu bài 	 0,2 0,31 mol
 → n1 = 1 <=1,8< n2 = 2 → cụng thức của 2 ankan là CH4 và C2H6