Phản ứng cộng H2 của Anken

Chuyên đề Hóa học lớp 11: Phản ứng cộng H₂ của Anken được VnDoc sưu tầm và giới thiệu tới các bạn học sinh cùng quý thầy cô tham khảo. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 11 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Lý thuyết: Phản ứng cộng H₂ của Anken

I. Phương pháp giải bài tập phản ứng cộng H2 của Anken

C_nH_2n + H₂ → C_nH_2n+2

+ Tỉ lệ phản ứng luôn là 1:1

+ Khối lượng trước và sau phản ứng luôn bằng nhau

+ Số mol sau phản ứng luôn giảm (vì mất H₂) → n_{H2 p/ứ} = n_đ - n_s

II. Ví dụ bài tập minh họa 

Bài 1: Hỗn hợp khí X gồm H₂ và một anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tỉ khối của X so với H₂ bằng 9,1. Đun nóng X có xúc tác Ni, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp khí Y không làm mất màu nước brom; tỉ khối của Y so với H₂ bằng 13. Tìm công thức cấu tạo của anken.

Hướng dẫn giải 

Gọi số mol hổn hợp X là 1 mol

Ta có M _̅X = 9,1. 2 = 18,2 → m_X = 18,2. 1 = 18,2 g = m_Y

Mà M _̅Y = 13. 2 = 26 → n_Y = 18,2/26= 0,7 mol

→ n_{H2 pư} = 1 – 0,7 = 0,3 mol = n_anken → n_{H2 bđ} = 0,7 mol

M_anken = (18,2-0,7.2)/0,3 = 14n → n = 4 → CTPT của anken là C₄H₈

Anken có khả năng cộng HBr cho sản phẩm hữu cơ duy nhất

=> CTCT của anken là: CH₃-CH=CH-CH₃.

Bài 2: Hỗn hợp khí X gồm H₂ và C₂H₄ có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Tính hiệu suất của phản ứng hiđro hoá?

A. 20%. B. 25%. C. 50%. D. 40

Hướng dẫn giải

Ta có : M ̅X = 4. 3,75 = 15

Vậy hiệu suất tính theo anken hoặc H₂ củng được

Giả sử: n_X = 1mol → m_X = 15. 1 = 15 g = m_Y

Mà M _̅Y = 5. 4 = 20 → n_Y = 15/20 = 0,75 mol → n_{H2 pư} = 1 – 0,75 = 0,25 mol

→ H = 0,25/0,5.100% = 50 %

Bài 3: Dẫn 3,36 lít hỗn hợp X gồm 2 anken là đồng đẳng kế tiếp vào bình nước brom dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 7,7 gam. Tìm CTPT của 2 anken?

Hướng dẫn giải 

Số mol hỗn hợp X là: n_X = 3,36/22,4 = 0,15 mol

Phương trình phản ứng:

C_nH_2n + Br₂ → C_nH_2nBr₂

Khối lượng bình brom tăng là khối lượng của 2 anken:m_X = 7,7 gam

=> M ̅_X = m_X/n_X = 7,7/0,15 = 154/3 => n ̅ = 3,67.

Vậy CTPT của 2 anken kế tiếp là: C₃H₆ và C₄H₈

Bài 4: Cho 4,48 lit hỗn hợp X gồm etan, propan và propen qua dung dịch brom dư, thấy khối lượng bình brom tăng 4,2 gam. Lượng khí còn lại thoát ra khỏi dung dịch đem đốt cháy hoàn toàn thu được 6,48 gam nước. Tính % thể tích các chất có trong hỗn hợp.

Đáp án hướng dẫn giải

Số mol hỗn hợp X là: n_X = 4,48/22,4 = 0,2 mol

Khối lượng bình brom tăng là khối lượng của propen: m_propen = 4,2 gam

=> n_propen = 4,2/ 42 = 0,1 mol

Phương trình phản ứng: C₃H₆ + Br₂ → C₃H₆Br₂

Khí thoát ra gồm: C₂H₆ và C₃H₈.

Phương trình phản ứng đốt cháy C₂H₆ và C₃H₈

C₂H₆ + 7/2O₂ \(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) 2CO₂ + 3H₂O

C₃H₈ + 5O₂ \(\overset{t^{\circ } }{\rightarrow}\) 3CO₂ + 4H₂O

n_H2O = 6,48/18 = 0,36 mol

Gọi số mol của etan và propan lần lượt là x và y mol

Ta có x + y = 0,2 – 0,1 = 0,1 (1); 3x + 4 y = 0,36 (2)

Từ (1), (2) => x = 0,04 và y = 0,06.

Phần trăm thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu là:

%V_etan = 0,04/0,2.100% = 20%;

%V_propan = 0,06/0,2.100% = 30%;

%V_propen = 0,1/0,2.100% = 50%

Với chuyên đề Phản ứng cộng H₂ của Anken chúng ta có thể nắm rõ các phản ứng hóa học, các tính chất thường gặp trong phản ứng cộng H₂ của Anken.

Bài 5: Hỗn hợp X gồm 3 khí C₃H₄, C₂H₂ và H₂ cho vào bình kín dung tích 8,96 lít (đktc) chứa bột Ni, nung nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp khí Y. Biết tỉ khối của X so với Y là 0,75. Số mol H₂ tham gia phản ứng là

A. 0,75 mol

B. 0,30 mol

C. 0,10 mol

D. 0,60 mol

Đáp án hướng dẫn giải

n_X = 0,4 mol

Ta có: d_X/Y= M_Y=n_Y/n_X = n_Y/0,4 = 0,75 ⇒ n_Y = 0,3 (mol)

=> n_{H2phản ứng} = n_giảm = n_X – n_Y = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol

Bài 6: Hỗn hợp khí X gồm H₂ và C₂H₄ có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là:

A. 25%

B. 20%

C. 50%

D. 40%

Đáp án hướng dẫn giải 

M_X = 15. Áp dụng quy tắc đường chéo => nC₂H₄ = nH₂

Ở đây chúng ta giải sử số mol của C₂H₄ là 1 mol: n_C2H4 = n_H2 = 1 mol

Phương trình phản ứng

H₂ + C₂H₄ → C₂H₆

Ban đầu  1   →    1

Phản ứng  x → x → x

Căn bằng (1 – x) (1 – x) x

=> n_Y = (2 – x)

Bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y => 15.2 = 20.(2 – x)

=> x = 0,5 mol => H% = 50%

Bài 7: Cho hỗn hợp X gồm C₂H₄ và H₂ có tỉ khối = 4,25. Dẫn X qua Ni nung nóng (H = 75%) thu được hỗn hợp Y. Tính tỉ khối của Y so với H₂.

A. 5,23

B. 10,46

C. 5,5

D. 6,0

Đáp án hướng dẫn giải 

Giả sử lấy 1 mol hỗn hợp X.

Gọi x, y lần lượt là số mol của C₂H₄, H₂

=> x + y = 1 (1)

M_X = (28x+2y)/(x+y) = 4,25.2 (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,25 mol; y = 0,75 mol

C₂H₄ + H₂ → C₂H₆

=> hiệu suất phản ứng tính theo C₂H₄

=> n_{C2H4 phản ứng} = n_{hỗn hợp khí giảm} = 0,25.0,75 = 0,1875 mol

=> n_Y = 1 – 0,1875 = 0,8125 mol

Áp dụng công thức:

M_X/M_Y = n_Y/n_X => 1.8,5/0,8125 = 10,46

=> d_Y/H₂ = 5,23

.......................................

Mời các bạn tham khảo thêm tài liệu liên quan:

• Bài tập xác định tên nguyên tố kim loại hóa học 11
• Bài tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ
• Bài tập tự luận môn Hóa học lớp 11 - Chương 4: Đại cương về hóa học hữu cơ

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn lý thuyết Hóa học 11: Phản ứng cộng H2 của Anken. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Hóa học lớp 10, Giải bài tập Hóa học lớp 11, Thi thpt Quốc gia môn Văn, Thi thpt Quốc gia môn Lịch sử, Thi thpt Quốc gia môn Địa lý, Thi thpt Quốc gia môn Toán, đề thi học kì 1 lớp 11, đề thi học kì 2 lớp 11 mà VnDoc tổng hợp và đăng tải.