Hoá học 11 Nâng cao - Bài 44: Luyện tập Hiđrocacbon không no

  1. Tác giả: LTTK CTV
    Đánh giá: ✪ ✪ ✪ ✪ ✪

    Câu 1 trang 181 SGK Hóa học 11 Nâng cao.
    a) Hãy điền tiếp các số thích hợp sau:
    [​IMG]
    (*) Công thức cấu tạo cho ở bài “Khái niệm về tecpen”
    (**) Dùng kí hiệu \(\left( {\pi + v} \right)\) trong các bài tập sẽ có lợi và gọn.
    b) Hãy cho biết số lượng nguyên tử H ở phân tử xicloankan và ở phân tử mỗi loại hiđrocacbon không no ít hơn ở phân tử ankan tương ứng là bao nhiêu, giải thích vì sao lại ít hơn ngần ấy.
    Giải

    [​IMG]
    b) 1 nguyên tử C có 4 electron hóa trị.
    n nguyên tử C có 4.n electron hóa trị.
    Số liên kết \(\sigma \) giữa các nguyên tử C trong phân tử ankan (n – 1)
    Số e hóa trị dùng tạo (n – 1) liên kết \(\sigma \) ở giữa C – C là (n – 1).2
    Số e còn lại để tạo liên kết \(\sigma \) giữa C – H là: 4n – 2(n – 1) = 4n – 2n – 2 = 2n + 2
    Số nguyên tử H là: 2n + 2. Công thức của ankan: \({C_n}{H_{2n + 2}}\)
    Với số hi đrocacbon không no hay vòng. Số e hóa trị phải dùng cho 1 liên kết \(\pi \) là 2:1 vòng tương ứng với liên kết \(\pi \), một nối ba tương ứng với hai nối đôi.
    Như vậy:
    - Số H trong phân tử anken hoặc xicloankan kém hơn ankan có só C tương ứng là 2 vì anken có 1 liên kết \(\pi \) và xicloankan có một vòng.
    - Số H trong phân tử ankin hoặc ankađien kém hơn ankan có só C tương ứng là 4 vì ankin có 1 nối ba và ankađien có hai nối đôi.




    Câu 2 trang 181 SGK Hóa Học 11 Nâng cao. Hãy điền các từ hoặc các số cho dưới đây bào chỗ trống trong các câu sau:
    a) Anken và …(1)… đều có \(\left( {\pi + v} \right)\), nhưng …(2)…có (v)=1 còn …(3)… có (v)=…(4)…
    b) …(5)… và …(6)… đều có \(\left( {\pi + v} \right)\)= 2, chúng đều có \(\pi \)=…(7)… và (v)=…(8)…
    A: ankin; B: 1; C: xicloankan; D: 2; E: anken; G:ankađien; H: 2; K: 0
    Giải
    a)
    (1) Xicloankan
    (2) Xicloanlan
    (3) Anken (4) 0
    b)
    (5) Ankađien
    (6) Ankin
    (7) 2
    (8) 0




    Câu 3 trang 181 SGK Hóa học 11 Nâng cao.
    a) Menton (mùi bạc hà) có công thức phân tử \({C_{10}}{H_{18}}O\), chỉ chứa 1 liên kết đôi. Hỏi nó có cấu tạo mạch hở hay mạch vòng ?
    b) Vitamin A có công thức phân tử \({C_{20}}{H_{30}}O\) có chứa 1 mạch vòng 6 cạnh không chứa liên kết ba. Hỏi trong phân tử có mấy liên kết đôi ?
    Giải
    a) Menton \({C_{10}}{H_{18}}O\) có \(\left( {\pi + v} \right) = \frac{{2.10 + 2 - 18}}{2} = 2 \Rightarrow 1\pi \) và 1 vòng.
    b) Vitamin A \({C_{20}}{H_{30}}O\) có \[\left( {\pi + v} \right) = \frac{{2.20 + 2 - 30}}{2} = 6 \Rightarrow 5\pi \]và 1 vòng.




    Câu 4 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao.
    a) Hãy viết công thức cấu tạo chung của anken, ankađien, ankin và nêu đặc điểm trong cấu trúc không gian của chúng.
    b) Hãy cho biết những nhóm nguyên tử nào quyết định đặc tính hóa học của anken, ankađien, ankin. Vì sao ?
    c) hãy kể tên những phản ứng đặc trưng của anken, anka-1,3-đien và ankin
    Giải
    a) Công thức cấu tạo chung của anken \({R_1}{R_2}C = C{R_3}{R_4}\)
    Công thức cấu tạo chung của ankađien \({R_1}{R_2}C = CH - {(C{H_2})_n} - CH = C{R_3}{R_4}\left( {n \in N} \right)\)
    Công thức cấu tạo chung của ankin \({R_1}C \equiv C{R_2}\).
    Với anken và ankađien có thể có cấu trúc không gian.
    b) Nối đôi C = C quyết định tính chấ hóa học của anken và ankađien; nối ba \(C \equiv C\) quyết định tính chất hóa học của ankin.
    c) Phản ứng đặc trưng của anken là phản ứng cộng, của anka-1,3-đien là cộng, của ankin là cộng và thế.




    Câu 5 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao.
    a) Hãy nêu nguyên tắc chung điều chế anken, ankađien, ankin để dùng trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Lấy thí dụ điều chế chất tiêu biểu cho mỗi loại.
    b) Vì sao etilen là hóa chất hữu cơ được sản xuất với sản lượng lớn nhất ?
    Giải
    a) Nguyên tắc chung điều chế anken, ankađien, ankin là tách \({H_2}\) ra khỏi ankan.
    Ví dụ:
    [​IMG]

    b) Etilen là ngày nay được dùng làm nguyên liệu quan trọng trong sản xuất polime và nhiều hóa chất cơ bản khác nên được sản xuất với số lượng lớn.




    Câu 6 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Dùng công thức cấu tạo hãy viết các phương trình hóa học của phản ứng theo sơ đồ sau:
    [​IMG]
    Giải
    [​IMG]
    Vậy A là \(C{H_3} - CH = CH - C{H_3}\) , B là \(C{H_3} - C{H_2} - CH = C{H_2}\), C là \(C{H_3} - C \equiv C - C{H_3}\)
    D là \(C{H_2} = CH - CH = C{H_2}\), và E là \(C{H_3} - C{H_2} - C \equiv CH\)




    Câu 7 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Khi đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon ở thể khí (điều kiện thường) thì thấy thể tích các khí tạo thành sau phản ứng đúng bằng thể tích khi tham gia phản ứng (ở cùng nhiệt độ và áp suất). Hãy cho biết hiđrocacbon đó có thể nhận những công thức phân tử như thế nào ?
    Giải
    Hiđrocacbon khí ở điều kiện thường nên \(1 \le x \le 4\) và \(0 \le y \le 2x + 2\)
    Xét 1 mol \({C_x}{H_y}:\)
    \({C_x}{H_y} + \left( {x + \frac{y}{4}} \right){O_2} \to xC{O_2} + \frac{y}{2}{H_2}O\)
    1 \( \to \) \(\left( {x + \frac{y}{4}} \right)\) \( \to \) x \( \to \) \(\frac{y}{2}\)
    Theo đề bài ta có: \(1 + x + \frac{y}{4} = x + \frac{y}{2} \Rightarrow y = 4\)
    Công thức phân tử của hiđrocacbon có thể là \(C{H_4},{C_2}{H_4},{C_3}{H_4},{C_4}{H_4}\)




    Câu 8 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Hỗn hợp khí A gồm 2 chất kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng của etilen. Cho 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí trên phan ứng hoàn toàn với \(B{r_2}\) trong \(CC{l_4}\) thì thấy khối lượng bình chứa brom tăng thêm 7,7 gam
    a) Hãy xác định công thức phân tử của hai loại anken đó.
    b) Xác định thành phần phần trăm về thể tích hỗn hợp A.
    c) Viết công thức cấu tạo của anken đồng phân có cùng công thức phân tử với hai anken đã cho
    Giải
    a) Đặt công thức tổng quart của anken thứ nhất là \({C_n}{H_{2n}}\) (x mol), công thức tổng quát của anken thứ 2 là \({C_m}{H_{2m}}\) (y mol)
    Công thức chung của hai anken là \({C_{\overline n}}{H_{2{\overline n}}}\) (a mol)
    \({C_{\overline n}}{H_{2{\overline n}}} + B{r_2} \to {C_{\overline n}}{H_{2{\overline n}}}B{r_2}\)
    Số mol hỗn hợp A là \(\frac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15\) mol
    Theo đề bài ta có: \(0,15.14\mathop n\limits^ - = 7,7 \)
    \(\Rightarrow n = 3 < {\overline n} = 3,67 = \frac{{11}}{3} < m = 4\)
    Công thức phân tử của hai anken là \({C_3}{H_6}\) và \({C_4}{H_8}\)
    b) Ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}x + y = a\\\frac{{nx + my}}{{x + y}} = \mathop n\limits^ - \end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x + y = 0,15\\\frac{{3x + 4y}}{{x + y}} = \frac{{11}}{3}\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = 0,05\\y = 0,1\end{array} \right.\)
    Thành phần phần trăm thể tích mỗi anken:
    \(\% {V_{{C_3}{H_6}}} = \frac{{0,05.100\% }}{{0,15}} = 33,33\% ;\)
    \(\% {V_{{C_4}{H_8}}} = 100\% - 33,33 = 66,67\% \)
    c) Công thức cấu tạo của \({C_3}{H_6}\): \(C{H_3} - CH = C{H_2}\) Propen
    Công thức cấu tạo của \({C_4}{H_8}\):
    \(C{H_3} - C{H_2} - CH = C{H_2}\) But-1-en
    \(C{H_3} - CH = CH - C{H_3}\) But-2-en
    [​IMG]
    But-2-en có đồng phân hình học:
    [​IMG]





    Câu 9 trang 182 SGK Hóa học 11 Nâng cao. Nhiệt phân 2,8 lít (đktc) etan ở \({1200^o}C\) rồi cho một nửa hỗn hợp khí thu được sục qua bình đựng brom (dư) thì thấy khối lượng bình này tăng thêm 1,465 g. Cho nửa hỗn hợp khí còn lại phản ứng với dung dich \(AgN{O_3}\) trong amoniac thì thu được 0,60 g kết tủa màu vàng. Biết rằng phản ứng nhiệt phân tạo ra etilen, axetilen là phản ứng không hoàn toàn, các phản ứng tiếp sau đó đều xảy ra hoàn toàn. Hãy xác định thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp thu được.
    Giải
    Số mol \({C_2}{H_6}\) ban đầu \(\frac{{2,8}}{{22,4}} = 0,125\) mol. Đặt số mol \({C_2}{H_6}\) tham gia phản ứng (1), (2) lần lượt là 2x mol và 2y mol
    [​IMG]
    Hỗn hợp sau phản ứng: \({C_2}{H_4}\) 2x mol, \({C_2}{H_2}\) 2y mol, \({H_2} \left( {2x + 4y} \right)\) mol.
    \({C_2}{H_6}\)dư [0,125 – (2x+2y)] mol.
    \({C_2}{H_4} + B{r_2} \to {C_2}{H_4}B{r_2};\)
    \({C_2}{H_2} + 2B{r_2} \to {C_2}{H_2}B{r_4}\)
    Ta có \({m_{{C_2}{H_4}}} + {m_{{C_2}{H_2}}} = m\) bình tăng \( \Rightarrow 28x + 26y = 1,465(*)\)
    [​IMG]
    Từ (3) \( \Rightarrow y = \frac{{0,6}}{{240}}(**)\)
    Giải hệ (*) và (**) ta được \(\left\{ \begin{array}{l}x = 0,05\\y = 0,0025\end{array} \right.\)
    Hỗn hợp sau phản ứng:
    \({C_2}{H_4}\) 0,1 mol, \({C_2}{H_2}\) 0,005 mol, \({H_2}\) 0,11 mol, \({C_2}{H_6}\) dư 0,02 mol.
    Số mol hỗn hợp sau phản ứng: 0,1 + 0,005 + 0,11 + 0,02 = 0,235 mol
    Thành phần phần trăm thể tích các khí trong hỗn hợp sau phản ứng:
    \(\% {V_{{C_2}{H_4}}} = \frac{{0,1.100\% }}{{0,235}} = 42,55\% \)
    \(\% {V_{{C_2}{H_2}}} = \frac{{0,005.100\% }}{{0,235}} = 2,13\% \)
    \(\% {V_{{H_2}}} = \frac{{(0,1 + 0,005.2).100\% }}{{0,235}} = 46,80\% \)
    \(\% {V_{{C_2}{H_6}}} = \frac{{0,02.100\% }}{{0,235}} = 8,51\% \)