Đề kiểm tra 45 phút Hóa 11 Chương 4: Hydrocarbon

Phản ứng đặc trưng của benzene là thế với bromine (Có bột Fe)

Phương trình phản ứng minh họa

C₆H₆ + Br₂ C₆H₅Br + HBr

Số mol alkane = n_H2O – n_CO2 = 0,42 – 0,36 = 0,06 mol.

m_hh = m_C + m_H

= 2.n_H2O + 12.n_CO2

= 2.0,42 + 12.0,36 = 5,16 gam.

Chất có đồng phân hình học là CH₃-CH=CH-CH₃.

Alkene là những hiđrocacbon không no, mạch hở, có công thức chung là C_nH_2n (n ≥2)

Thí dụ: Ethylene 

C₂H₄

 Alkene là những hydrocacbon trong phân tử chỉ có một liên kết đôi C=C.

Tóm tắt đề bài qua sơ đồ sau:

Áp dụng bảo toàn nguyên tố C ta có:

n_CO2 = n_CaCO3 = 0,24 + 0,16.2 = 0,56 mol

m _{dung dịch tăng} = (m_CO2 + m_H2O) - m_CaCO3 

⇒ m_H2O = 12,88 + 24 - 0,56.44 = 12,24 gam

⇒ n_H2O = 12,24:18 = 0,68 mol

Ta có:

n_CO2 - n_H2O = (k-1).n_X

⇒ 0,56 - 0,68 = (k-1).0,32

-0,12 = 0,32k - 0,32 

 ⇒ k = 0,625 

0,32 mol X có khối lượng là: 0,56.12 + 0,68.2 = 8,08 gam

Vậy 20,2 gam X có số mol là:

20,2.0,32:8,08 = 0,8 mol

Vậy 20,2 gam X phản ứng với tối đa a mol Br₂ trong dung dịch

⇒ a = 0,8.0,625 = 0,5 mol

Ethane là 1 alkane không có liên kết π nên không tham gia phản ứng cộng H₂ (Ni, t^o)

Phương trình phản ứng minh họa các chất còn lại:

Ethylene

CH₂ = CH₂ +  H₂   CH₃-CH₃

Acetylene.

CH≡CH + 2H₂ CH₃-CH₃

Propylene.

CH₂ = CH-CH₃ + H₂ CH₃-CH₂-CH₃

Xylene có công thức cấu tạo là C₆H₅CH=CH₂

Vì hiệu suất phản ứng đạt 70% 

⇒ n_C6H6 =

Phương trình phản ứng 

C₆H₆ + Cl₂ C₆H₅Cl + HCl 

0,14 →                 0,14 mol

m_{chlorobenzene} = 0,14. 112,5 = 15,75 gam.

Phản ứng đặc trưng của Alkane là thế với halogen.

 2-methylbutane: CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ 

Phương trình phản ứng 2-methylbutane tác dụng với Cl₂ theo tỉ lệ mol 1:1

Sản phẩm chính là 2-chloro-2-methylbutane

Để chuyển hóa alkyne thành alkane ta thực hiện phản ứng cộng H₂ trong điều kiện có xúc tác Ni, nhiệt độ, áp suất.

CH≡CH + 2H₂ CH₃–CH₃

Sục khí acethylene vào dung dịch silver nitrate trong ammonia, hiện tượng quan sát được là dung dịch xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt

Phương trình phản ứng minh họa

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → CAg≡CAg ↓_{vàng nhạt} + 2NH₄NO₃

Vì có điều kiện ánh sáng nên sẽ xảy ra phản ứng thế Bromine ở mạch nhánh.

⇒ Ttheo tỉ lệ 1:1 → Thu được 2 sản phẩm thế.

Phương trình trùng hợp:

nCH₂ =CH₂ → (-CH₂-CH₂-)_n

Vậy sản phẩm thu được là: (-CH₂-CH₂-)_n

Methane không làm mất màu dung dịch Bromine.

Chỉ có Acetylene tạo kết tủa với AgNO₃/NH₃

3 chất ethylene, but-2-yne và acetylene có khả năng làm nhạt màu dung dịch KMnO₄.

Vậy nhận định: "Có ba chất có khả năng làm mất màu dung dịch Bromine"

Đó là: ethylene, but-2-yne và acetylene

Dãy đồng đẳng của Acetylene có công thức chung là C_nH_2n-2 (n≥2)

Vậy CH₃- C≡C-CH₃ thuộc dãy đồng đẳng của Acetylene.

3-methylpent-2-ene

Gọi công thức phân tử của của X là C_xH_y

Vì X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên Z hơn X hai nhóm –CH₂

M_z = M_X +28 mà M_z = 2M_X

M_X + 28 = 2.M_X

M_X = 28

X là C₂H₄, Y là C₃H₆, Z là C₄H₈

Đốt cháy Z:

C₄H₈ + 6O₂ 4CO₂ + 4H₂O

0,05                            0,2

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O

0,2                            0,2

m_{kết tủa} = 0,2.100 = 20 gam.

Để nhận biết các khí methane, ethylene và acetylene có thể dùng thuốc thử là Dung dịch Br₂, dung dịch AgNO₃/NH₃.

Acetylene tác dụng dung dịch AgNO₃/NH₃ cho màu kết tủa màu vàng nhạt

C₂H₂ + AgNO₃ + NH₃ → Ag-C≡C-Ag↓ + NH₄NO₃

Methane, ethylene không phản ứng

Ethylene làm mất màu dung dịch KMnO₄ (thuốc tím) 

3C₂H₄ + KMnO₄ + 4H₂O → 3C₂H₄(OH)₂ + 2MnO₂ + 2KOH

Còn lại không hiện tượng gì là Methane.

 Phương trình phản ứng minh họa

CH₄ + 2Cl₂ CH₂Cl₂ + 2HCl

Do alkene + HBr cho 1 sản phẩm duy nhất ⇒ alkene đối xứng cộng HBr thu được sản phẩm duy nhất

⇒ Alkene hết, H₂ dư ⇒ Y có H₂ và alkane

⇒ M_alkane > 26 (do M_H2 < 26)

Gọi alkene là C_nH_2n (n ≥ 2)

Giải sử số mol của n_X = 1 mol ⇒ m_X = 1.(9,1.2) = 18,2 gam

Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m_X = m_­Y

⇒ n_{H2 phản ứng} = n_X - n_Y = 1 – 0,7 = 0,3 mol

⇒ n_alkene = n_{H2 phản ứng} = 0,3 mol

⇒ n_{H2 (X)} = 1 - 0,3 = 0,7 mol

Ta có trong hỗn hợp X gồm (H₂ và C_nH_2n)

m_X = m_H2 + m_alkene = 0,7.2 + 0,3.14n

⇒ n = 4

Vậy alkene cần tìm là CH₃CH=CHCH₃

Hydrocarbon A tác dụng được với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ ⇒ A có nối 3 đầu mạch

n_CO2 = 22:44 = 0,5 mol

C_nH_2n-2 + O₂ → nCO₂ + (n-1)H₂O.

                         0,5 (mol)

Theo phương trình phản ứng ta có:

⇒ n = 5 ⇒ Công thức phân tử A là C₅H₈.

n_C5H8 = 6,8 : 68 = 0,1 mol.

C₅H₈ + AgNO₃ + NH₃ → C₅H₇Ag + NH₄NO₃

0,1                                 → 0,1 mol

⇒ m = 0,1.175 = 17,5 gam.

Phương trình phản ứng trùng hợp

nC₂H₄ (-C₂H₄-)_n

m = 1:85.100 = 1,17 tấn

Ở điều kiện thường, các alkene từ C2 đến C là chất khí, từ C5 → C17 trạng thái lỏng, C18 trở đi là chất lỏng hoặc rắn.

Các Alkene đều nhẹ hơn nước và không tan hoặc rất ít tan.

Phương trình phản ứng hoàn chỉnh:

Al₄C₃ + 12H₂O → 4Al(OH)₃↓ + 3CH₄↑

Vậy X, Y lần lượt là CH₄, Al(OH)₃

 X có số liên kết π + vòng =

⇒Trong X có 1 vòng và 3 liên kết đôi.

X tác dụng với H₂, xúc tác nickel thu được sản phẩm là ethylcyclohexane nên X là ethylbenzene

Benzene có công thức C₆H₆ là một hydocarbon thơm hay chính là Arene.

Để n_CO2 = n_H2O thì hydrocarbon đó phải có dạng C_nH_2n ⇒ X có thể là Alkene

but-1-ene: CH₃–CH₂–CH=CH₂

Áp dụng quy tắc Mác-cốp-nhi-cốp

CH₃–CH₂–CH=CH₂ + HBr → CH₃–CH₂–CHBr–CH₃

Vậy sau phản ứng sản phẩm chính là: CH₃–CH₂–CHBr–CH₃

Theo đề bài, đốt cháy hoàn toàn X cho

n_CO2 : n_H2O = 1,75: 1

⇒ n_C: n_H = 1,75: 2 = 7:8

Đặt công thức phân tử của X là (C₇H₈)_n

Ta có theo đề bài:

n_X = n_O2 = 3,52 : 32 = 0,11 mol 

⇒ M_X = 10,12 : 0,11 = 92 gam/mol

⇒ (12.7 + 8.1).n = 92 

⇒ n = 1.

Vậy công thức phân tử của X là C₇H₈. 

Áp dụng bảo toàn nguyên tố C:

n_CO2 = 2.n_C2H4 + 3.n_C3H6

n_CO2 = 2.0,1 + 3.0,2 = 0,8 mol

V_CO2 = 22,4.0,8 =17,92 lít.

Nitrobenzene (C₆H₅NO₂) có sẵn nhóm hút e là −NO₂ nên sản phẩm thu được ưu tiên thế ở vị trí meta

⇒ Sản phẩm thu được nhiều nhất là m-bromonitrobenzene

Giả sử X có công thức C_nH_2n

Khi X tham gia phản ứng với HCl thu được sản phẩm có công thức C_nH_2n+1Cl:

  n = 3 (C₃H₆)

Để đun sôi 40 kg nước từ nhiệt độ 20^oC cần cung cấp nhiệt lượng là:

40. 4200. (100 – 20) = 13 440 000 (J) = 13 440 (kJ).

4-methylpent-1-yne

m_KMnO4 = 50,56.25% = 12,64 gam

→ n_KMnO4 = 12,64:158 = 0,08 mol

Gọi công thức alkene X là C_nH_2n 

Phương trình phản ứng tổng quát:

3C_nH_2n + 2KMnO₄ + 4H₂O → 3C_nH_2n(OH)₂ + 2KOH + 2MnO₂

0,12  ← 0,08 (mol)

Theo phương trình phản ứng ta có

n_CnH2n= 0,12 mol

M_CnH2n = 8,4:0,12 = 70 gam/mol

⇒ 14n = 70 ⇒ n = 5.

Vậy công thức alkene X là C₅H₁₀

Acetylene làm mất màu dung dịch KMnO₄ ở điều kiện thường

3C₂H₂ + 8KMnO₄ + 4H₂O → 3(COOH)₂ + 8MnO₂ + 8KOH

Propyne: HC ≡ C - CH₃

Ethyne: HC ≡ CH

But – 1- yne: HC ≡ C - CH₂ - CH₃

But – 2 – yne: CH₃ - C ≡ C - CH₃

Các alkyne có liên kết ba ở đầu mạch (alk-1-yne) có khả năng tha gia phản ứng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ tạo thành kết tủa.

Vậy But – 2 – yne không tác dụng với dung dịch AgNO₃/NH₃