Luyện tập Hệ thống hóa về hidrocacbon

  Để tách riêng rẽ ethylene, ta cho hỗn hợp đi qua dung dịch AgNO₃/NH₃ dư vì acethylene có phản ứng tạo kết tủa còn ethylene không phản ứng sẽ bay ra. Tiếp tục cho kết tủa tác dụng với HCl sẽ thu được acetylene.

 Các chất phản ứng được với dung dịch AgNO₃ tạo kết tủa là: 

• Acetylene:

CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → Ag–C≡C-Ag↓ + 2NH₄NO₃

• Vinyl acetylene:

CH≡C-CH=CH2 + AgNO₃ + NH₃ →  AgC≡C-CH=CH₂  + NH₄NO₃

• But-1-yne:

CH≡C-CH₂-CH₃ + AgNO₃ + NH₃ → AgC≡C–CH₂-CH₃ + NH₄NO₃

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

Gọi công thức của hydrocarbon là (C_nH_2n+1)_a

Vì số H luôn là số chẵn nên a = 2

Công thức phân tử: C_2nH_4n+2

Đặt m = 2n Công thức phân tử là C_mH_2m+2

Hydrocarbon thuộc dãy đồng đẳng alkane.

• Có 3 chất làm mất màu dung dịch Br₂ và làm mất màu dung dịch thuốc tím ở nhiệt độ thường là ethylene, but-2-in và acetylene.
• Có 1 chất tạo kết tủa với dung dịch AgNO₃/NH₃ là acetylene.

• TH₁ X là alkene có 3 công thức cấu tạo:

  CH₂=C(CH₃)-CH₂-CH₃

  CH₃-C(CH₃)=CH-CH₃

  CH₃-CH(CH₃)-CH=CH₂

• TH₂ X là alkyne chỉ có 1 công thức cấu tạo:

   CH₃-CH(CH₃)-C≡CH.

• TH₃ X là alkadiene có 2 công thức cấu tạo:

   CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂

   CH₃-C(CH₃)=C=CH₂

• TH₄: X vừa có nối đôi vừa có nối ba có 1 cấu tạo:

   CH₂=C(CH₃)-C≡CH

Do đó có tất cả 7 công thức cấu tạo thỏa mãn.

 Gọi công thức phân tử hai alkyne là

0,2. = 7   = 2,5

2 alkene là C₂H₄ và C₃H₆

 X; Y; Z là đồng đẳng kế tiếp

M_Z = M_Y + 14 = M_X + 28

M_X + 28 = 2M_X

M_X = 28  (C₂H₄: ethylene)

Vậy X; Y; Z thuộc dãy đồng đẳng alkene

Hỗn hợp X: C₂H₄; CH₄; C₃H₄; C₄H₄ có M = 17.2 = 34 (g/mol)

Gọi công thức phân tử tổng quát của X là C_xH₄

12x + 4 = 34 

x = 2,5

Vậy công thức phân tử tổng quát của X là C_2,5H₄: 0,025 (mol)

C_2,5H₄  →  2,5CO₂ +  2H₂O

0,025  →    0,0625  →  0,05

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O = 0,0625.44 + 0,05.18 = 3,65 gam

Gọi a, b, 2b lần lượt là thể tích của C₃H₆, CH₄, CO.

V_X = a + b + 2b = 20 ml             (1)

V_CO2 = 3a + b + 2b = 24 ml             (2)

Từ (1) và (2) ta có a = 2 và b = 6

d_X/H2 = 12,9

n_hh = 0,3 mol; n_H2O = 0,6 mol; n_CO2 = 0,5 mol

Ta có: n_H2O > n_CO2 X hoặc Y phải có 1 chất là alkane

Vậy trong hỗn hợp có CH₄

Mặt khác: M_Y > M_X X là CH₄

Gọi số mol C₂H₂ và số mol H₂ ban đầu là x:

Bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y = m_{bình brom tăng} + m _{khí thoát ra}

⇒ 26a + 2a = 16,2 + 0,3.8.2

⇒ a = 0,75 mol

Đốt X và Y tiêu tốn lượng O₂ bằng nhau nên:

C₂H₂ + 5/2O₂ 2CO₂ + H₂O

H₂ + 1/2O₂ H₂O

⇒ n_O2 = 2,5a + 0,5a = 2,25 mol

⇒ V = 50,4 lít

Bảo toàn khối lượng: 

m_Y = m_X = 0,1.26. + 0,2.28 + 0,3.2 = 8,8 gam

M_Y = 11.2 = 22 

n_Y = 0,4 mol

Số mol H₂ tham gia phản ứng là:

n_X – n_Y = (0,1 + 0,2 + 0,3) – 0,4 = 0,2 mol

n_{H2 (pư)} + n_Br2 = 2.n_C2H2 + n_C2H4

n_Br2 = 2.0,1 + 0,2 - 0,2 = 0,2 mol