BÀI TOÁN HIDROCACBON

Gọi CT chung của các hydrocacbon là C_nH_{2n + 2 - 2k}

a. Phản ứng với H2 dư (Ni,to) (Hs = 100%)	Hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) không biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào của hh sau phản ứng. Nếu <26 hh sau phản ứng có H2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết
b. Phản ứng với Br2 dư
c. Phản ứng với HX
d. Phản ứng với Cl2 (a's'k't')
e. Phản ứng với AgNO3/NH3

C_nH_2n+2 + xCl₂ →C_nH_2n+2-xCl_x + xHCl    ĐK: 1≤ x ≤2n+2

Cracking

C_nH_2n+2 → C_mH_2m+2 + C_xH_2x …         ĐK: m+x=n; m≥ 2, x≥ 2, n≥ 3

Phản ứng với H₂, Br₂, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1

Chú ý phản ứng thế với Cl₂ ở cacbon.

CH₃ - CH = CH₂ + Cl₂ → ClCH₂ - CH = CH₂ + HCl

Phản ứng với H₂, Br₂, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1 : 1 hay 1 : 2

VD: C_nH_2n-2 + 2H₂ → C_nH_2n+2

Phản ứng với dd AgNO₃/NH₃

VD: 2C_nH_2n-2 + xAg₂O → 2CnH_2n-2-xAg_x + xH₂O

ĐK: 0≤ x ≤2    

• Nếu x = 0 hydrocacbon là ankin ankin-1.
• Nếu x = 1 hydrocacbon là ankin-1.
• Nếu x = 2 hydrocacbon là C₂H₂.

Cách xác định số liên kết π ngoài vòng benzen.

Phản ứng với dd Br₂: là số liên kết ngoài vòng benzen.

Cách xác định số lk π trong vòng:

Phản ứng với H₂ (Ni,t^o):

* α là số lk π  nằm ngoài vòng benzen

* β là số lk π trong vòng benzen.

Ngoài ra còn có 1 lk  tạo vòng benzen => số lk π tổng là α+β+1.

VD: hydrocacbon có 5 trong đó có 1 lk π tạo vòng benzen, 1 lk π ngoài vòng, 3 lk π trong vòng. Vậy nó có k = 5 CTTQ là C_nH_2n+2-k với k=5 CTTQ là C_nH_2n-8

Khi đốt cháy hidrocacbon thì cacbon tạo ra CO₂ và hidro tạo ra H₂O.

Tổng khối lượng C và H trong CO₂ và H₂O phải bằng khối lượng của hidrocacbon.

VD:  Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CH₄, C₃H₆ và C₄H₁₀ thu được 17,6g CO₂ và 10,8g H₂O.

m có giá trị là:

Khi đốt cháy ankan thu được nCO­₂ < nH₂O và số mol ankan cháy = số mol H₂O

C_nH_2n+2 + → nCO₂ + (n + 1) H₂O

VD: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2 ankan thu được 9,45g H₂O. Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng kết tủa thu được là:

Phản ứng cộng của anken với Br₂ có tỉ lệ mol 1 : 1.

VD: Cho hỗn hợp 2 anken đi qua bình đựng nước Br₂ thấy làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa 8g Br₂. Tổng số mol 2 anken là:     

Phản ứng cháy của anken mạch hở cho nCO₂ = nH₂O

VD: Một hỗm hợp khí gồm 1 ankan và 1 anken có cùng số nguyên tử C trong phân tử và có cùng số mol. Lấy m gam hỗn hợp này thì làm mất màu vừa đủ 80g dung dịch 20% Br₂ trong dung môi CCl₄. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp đó thu được 0,6 mol CO₂. Ankan và anken đó có công thức phân tử là:

Đốt cháy ankin: Nco₂ > nH₂O và n_{ankin (cháy)} = nCO₂ – nH₂O

VD: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) một ankin thể khí thu được CO₂ và H₂O có tổng khối lượng 25,2g. Nếu cho sản phẩm cháy đi qua dd Ca(OH)₂ dư thu được 45g kết tủa. V có giá trị là:

Đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon không no được bao nhiêu mol CO₂ thì sau đó hidro hóa hoàn toàn rồi đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon no đó sẽ thu được bấy nhiêu mol CO₂. Đó là do khi hidro hóa thì số nguyên tử C không thay đổi và số mol hidrocacbon no thu được luôn bằng số mol hidrocacbon không no.

VD: Chia hỗn hợp gồm C₃H₆, C₂H₄, C₂H₂, thành 2 phần đều nhau: Đốt cháy phần 1 thu được 2,24 lít CO₂ (đktc). Hidro hóa phần 2 rồi đốt cháy hết sản phẩm thì thể tích CO₂ thu được là:

Sau khi hidro hóa hoàn toàn hidrocacbon không no rồi đốt cháy thì thu được số mol H₂O nhiều hơn so với khi đốt lúc chưa hidro hóa. Số mol H_2­O trội hơn bằng số mol H₂ đã tham gia phản ứng hidro hóa.

VD: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ankin thu được 0,2 mol H₂O. Nếu hidro hóa hoá toàn 0,1 mol ankin này rồi đốt cháy thì số mol H₂O thu được là:

Dựa vào cách tính số nguyên tử C và số nguyên tử C trung bình hoặc khối lượng mol trung bình.

Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp:        

Số nguyên tử C:

 Số nguyên tử C trung bình:

VD: Hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng liên tiếp có khối lượng là 24,8g. Thể tích tương ứng của hỗn hợp là 11,2 lít (đktc). Công thức phân tử ankan là:

Bài 1. Hiđrocacbon A có M_A > 30. A là chất khí ở điều kiện thường. Đốt cháy A thu được CO₂ và nước theo tỷ lệ mol là 2 : 1. A là chất nào trong số các chất sau:

Phương pháp

Cách 1:

Gọi riêng lẻ công thức từng chất

Lập các phương trình đại số từng các dữ kiện đề (các ẩn số thường là chỉ số cacbon m,n với số mol từng chất x, y)

Cách 2:

Gọi chung thành một công thức  (Do các hydrocacbon cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)

Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc  (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H₂, Br₂, HX…)

Gọi số mol hh.

Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình => x, y

Nếu là ta tách các hydrocacbon lần lượt là C_x1H_y1, C_x2H_y2,...

Bài 1. Hỗn hợp X gồm hai ankan liên tiếp có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 24,8. Công thức phân tử của hai ankan là

Phương pháp:

Gọi chung thành một công thức  (Do các hydrocacbon có thể khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau)

Gọi CT chung của các hydrocacbon trong hh là  (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H₂, Br₂, HX…)

Gọi số mol hỗn hợp.

Viết các PTPỨ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình

Nếu là  ta tách các hydrocacbon lần lượt là C_x1H_y1, C_x2H_y2,...

VD. Đốt cháy 2,3g hỗn hợp hai hidrocacbon no liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 3,36 lit
CO₂ (đktc). Công thức phân tử của hai hydrocacbon đó là:
A. CH₄ , C₂H₆

B. C₂H₆ , C₃H₈

C. C₂H₄ , C₃H₆

D. C₃H₆ , C₄H