Làm bài tập hỗn hợp X gồm C3H6, C4H10, C2H2 và H2 và chọn đáp án đúng nhất

Câu hỏi: Làm bài tập hỗn hợp X gồm C₃H₆, C₄H₁₀, C₂H₂ và H₂ và chọn đáp án đúng nhất.

Hỗn hợp X gồm C₃H₆, C₄H₁₀, C₂H₂ và H₂. Cho m gam X vào bình kín có chứa một ít bột Ni làm xúc tác. Nung nóng bình thu được hỗn hợp Y. Đốt cháy hoàn toàn Y cần dùng vừa đủ V lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy cho hấp thụ hết vào bình đựng nước vôi trong dư, thu được một dung dịch có khối lượng giảm 21,45 gam. Nếu cho Y đi qua bình đựng lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thì có 24 gam brom phản ứng. Mặt khác, cho 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl4, thấy có 64 gam brom phản ứng. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của V gần nhất với:

A. 21,5 lít                     

B. 10,5 lít                          

C. 14,5 lít                

D. 28,5 lít

Trả lời

Đáp án đúng:  A. 21,5 lít

- Nhận thấy C₄H₁₀ = 3H₂ + 2C₂H₂

→ Nên coi hỗn hợp X gồm C₃H₆: x mol, C₂H₂: y mol và H₂: z mol

Khi đốt cháy Y tương đương đốt cháy X sinh ra: 3x + 2y mol CO₂, 3x + y + z mol H₂O

m_{dd giảm} = m_CaCO3 - m_H2O - m_CO2

→ 100. ( 3x+ 2y) - 44. (3x+ 2y) -18 ( 3x+ y +z) = 21,45

→ 114x + 94y -18z = 21,45

Khi cho cho 0,5 mol hỗn hợp X đi qua bình đựng dung dịch brom dư trong CCl₄, thấy có 0,4 mol brom phản ứng

Phản ứng xảy ra hoàn toàn mà hỗn hợp Y sau phản ứng có khả năng làm mất Br₂ → chứng tỏ H₂ đã phản ứng hoàn toàn

Bảo toàn liên kết π → z + 0,15 = x + 2y

→ n_O2 = 4,5n_C3H6 + 2,5 n_C2H2 + 0,5n_H2

           = 4,5. 0,15 + 2,5. 0,075 + 0,5. 0,15 = 0,9375 mol

→ V= 21 lít.

Cùng Top lời giải mở rộng kiến thức một số dạng bài tập phản ứng cộng H₂ và Br₂ nhé!

Dạng 1: Phản ứng cộng (H₂, Br₂,...)

Phương pháp

+ Anken chứa 1 liên kết ℼ ⇒ n_anken : n_H2 (n_Br2) = 1 : 1

+ Ankin chứa 2 liên kết ℼ ⇒ n_ankin : n_H2(n_Br2) = 1 : 2

+ Sử dụng phương pháp bảo toàn liên kết: n_{liên kết ℼ} = n_H2 (n_Br2)

+ Sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng:

+ n_{khí giảm} = n_{H2 phản ứng} = n_{anken phản ứng} = n_{ankan sinh ra}

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho hỗn hợp X gồm 2 olefin qua bình đựng dung dịch brom, khi phản ứng xong có 16g brom tham gia phản ứng. Tổng số mol của 2 anken là:

A. 0,01.    

B. 0,5.    

C. 0,05.    

D. 0,1.

Hướng dẫn giải:

n_anken = n_{Br2 phản ứng} = 0,1

⇒ Đáp án D.

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp X gồm 1 anken và H₂ tỉ khối hơi so với He = 3,33. Cho X qua Ni nung nóng, đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối hơi so với He = 4. Tìm công thức phân tử của anken.

A. C₂H₄     

B. C₃H₆     

C. C₄H₈     

D. C₅H₁₀

Hướng dẫn giải:

Ta có: M_X = 3,33.4 = 13,32; M_Y = 4.4 = 16

M_Y = 16 ⇒ trong hỗn hợp Y có H₂, anken phản ứng hết H₂ dư

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y

Giả sử N_X = 400 mol; n_Y = 333 mol

n_{anken phản ứng} = n_X - n_Y = 400 - 333 = 67 (mol)

n_H2(X) = 400 – 67 = 333 mol

Ta có sơ đồ đường chéo:

Công thức phân tử anken là: C₅H₁₀

⇒ Đáp án D

Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H₂ và 0,1 mol vinylaxetilen. Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1. Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có m gam brom tham gia phản ứng. Giá trị của m là:

A. 32,0     

B. 8,0     

C. 3,2     

D. 16,0

Hướng dẫn giải:

Vinylaxetilen: phân tử có 3 liên kết ℼ

n_ℼ = 3.0,1 = 0,3 mol; n_X = 0,3 + 0,1 = 0,4 mol.

m_X = 0,3.2 + 0,1.52 = 5,8 gam = m_Y

M_Y = 29 ⇒ n_Y = 0,2 mol

n_{H2 phản ứng} = n_{khí giảm} = n_X – n_Y = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol.

Bảo toàn liên kết: n_ℼ = n_{H2 phản ứng} + n_Br2 = 0,3 mol

⇒ n_Br2 = 0,3 – 0,2 = 0,1mol

⇒ Đáp án D.

Ví dụ 4: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C₂H₂, 0,05 mol C₃H₆ và 0,07 mol H₂ với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y gồm C₂H₆, C₂H₄, C₃H₈, C₂H₂ dư, C₃H₆ dư và H₂ dư. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y rồi cho sản phẩm hấp thụ hết vào dung dịch nước vôi trong dư. Khối lượng bình dung dịch nặng thêm là:

A. 5,04 gam.    

B. 11,88 gam.    

C. 16,92 gam.     

D. 6,84 gam.

Hướng dẫn giải:

Đốt Y cũng bằng đốt cháy X:

C₂H₂ → 2CO₂ + H₂O

0,06 →   0,12   0,06 (mol)

C₃H₆ → 3CO₂ + 3H₂O

0,05 → 0,15    0,15 (mol)

H₂    → H₂O

0,07 →  0,07 (mol)

Khối lượng bình tăng bằng khối lượng CO₂ và khối lượng H₂O.

⇒ m_{bình tăng} = (0,12 + 0,15).44 + (0,06 + 0,15 + 0,07).18 = 16,92g

⇒ Đáp án C.

Ví dụ 5: Đun nóng hỗn hợp khí X gồm 0,06 mol C₂H₂ và 0,04 mol H₂ với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Dẫn toàn bộ hỗn hợp Y từ từ qua bình đựng Br₂ dư thì còn lại 0,448l hỗn hợp khí Z (đktc) có tỉ khối so với O₂ là 0,5. Khối lượng bình dung dịch Br₂ tăng là:

A. 1,2g     

B. 1,04g     

C. 1,64g     

D. 1,32g

Hướng dẫn giải:

n_Z = 0,02 mol; M_Z = 16 ⇒ m_Z = 0,32g

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_X = m_Y = 0,06.26 + 0,04.2 = 1,64g.

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_X = m_Y + m_{khí bị hấp thụ ở bình Br2}

⇒ m_{bình brom tăng} = m_X – m_Z = 1,64 - 0,32 = 1,32 g.

⇒ Đáp án D.

Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm H₂ và C₃H₆ có tỉ khối so với He bằng 5,5. Cho X qua xúc tác Ni, nung nóng thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với He bằng 6,875. Hiệu suất phản ứng hiđro hóa anken là

A. 30%.    

B. 20%.    

C. 50%.    

D. 40%.

Hướng dẫn giải:

Giả sử có n_X = 1⇒ m_X = 1.5,5.4 = 22g

Sử dụng sơ đồ đường chéo ⇒n_H2 = n_C3H6 = 0,5 mol.

Bảo toàn khối lượng: m_Y = m_X = 22(g) ⇒ n_Y = 22 : 27,5 = 0,8 mol.

⇒ n_{C3H6 phản ứng} = n_{khí giảm} = n_X – n_Y = 0,2 mol

H% = 0,2/0,5× 100% = 40%

⇒ Đáp án D