Phản ứng oxi hóa ankan - Hoá học lớp 11

Phản ứng oxi hóa ankan

Với Phản ứng oxi hóa ankan Hoá học lớp 11 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập Phản ứng oxi hóa ankan từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 11.

A. Phương pháp giải & Ví dụ minh họa

Phản ứng đốt cháy ankan:

* Nếu có hỗn hợp gồm gồm hai ankan:

C_nH_{2n + 2} : x mol

C_mH_{2m + 2} : y mol

Gọi công thức trung bình của hai ankan là:

: a mol (với n_tb là số cacbon trung bình và a = x + y) n < n_tb < m. Tìm n, m

Ví dụ minh họa

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít hỗn hợp X (đktc) gồm CH₄, C₂H₆ và C₃H₈ thu được 4,48 lit khí CO₂ (đktc) và m gam H₂O. Giá trị của V là

Hướng dẫn:

n_X = 2,24/22,4 = 0,1 mol; n_CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol

n_X = n_H2O - n_CO2 ⇒ n_H2O = n_CO2 + n_X = 0,2 + 0,1 = 0,3 mol

⇒ m = 0,3.18 = 5,4 (gam)

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hỗn hợp X gồm hai ankan cần hết 15,68 lít O₂ (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là

Hướng dẫn:

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 1 hiđrocacbon A ( là chất khí, đkc) rồi dẫn sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc và bình 2 chứa NaOH dư người ta thấy khối lượng bình 1 tăng 1,8g và khối lượng bình 2 tăng 3,52 gam. Xác định CTPT của A.

Hướng dẫn:

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O ⇒ n_H2O = 1,8/18 = 0,1 mol

Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO₂ ⇒ n_CO2 = 3,52/44 = 0,08 mol

Nhận thấy: n_CO2 < n_H2O ⇒ hidrocacbon là ankan;

Số mol ankan là n_ankan = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol

Phương trình phản ứng:

⇒ n = 0,08/0,02 = 4

CTPT của A là C₄H₁₀

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 6,8g hỗn hợp khí X gồm: ankan A và CH₄, sản phẩm cháy dẫn vào bình 1 đựng P₂O₅ và bình 2 đựng 1000 ml Ba(OH)₂ 0,5M. Sau thí nghiệm khối lượng bình 1 tăng 12,6g.

a. Tìm công thức phân tử của A, biết V_A : V_CH4 = 2 : 3.

b. Tính khối lượng các chất trong X.

c. Tính khối lượng muối tạo thành.

Hướng dẫn:

V_A : V_CH4 = 2 : 3 ⇒ n_A : n_CH4 = 2x : 3x

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O: n_H2O = 12,6/18 = 0,7 mol

a. Gọi CTPT của ankan là C_nH_2n+2

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

3x                                        6x

Ta có: (14n + 2).2x + 16.3x = 6,8 (1) ; (n + 1).2x + 6x = 0,7(2)

Từ 1, 2 ⇒ x = 0,05 và nx = 0,15 ⇒ n = 3

Vậy CTPT của A là C₃H₈

b. Khối lượng của mỗi an kan trong hỗn hợp X là

m_C3H8 = 2.0,05.44 = 4,4 gam ⇒ m_CH4 = 6,8 – 4,4 = 2,4 gam

c. Số mol CO₂ tạo thành là n_CO2 = 2.0,15 + 3.0,05 = 0,45 mol

Số mol Ba(OH)₂ là: n_Ba(OH)2 = 1.0,5 = 0,5 mol

⇒ chỉ tạo muối BaCO₃

Khối lượng muối tạo thành: m_BaCO3 = 0,45.197 = 88,65 gam

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hi đrocacbon X. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)₂ (dư) tạo ra 29,55 gam kết tủa, dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)₂ ban đầu. Công thức phân tử X là

Hướng dẫn:

n_C = n_CO2 = n_BaCO3 = 29,55/197 = 0,15 mol

m_giảm = m_BaCO3 - (m_CO2 + m_H2O) = 19,35 mol ⇒ m_CO2 + m_H2O = 10,2g

m_H2O = 10,2 – 0,15.44 = 3,6 (gam) ⇒ n_H2O = 3,6/18 = 0,2 mol ⇒ n_H = 0,4 mol

n_C : n_H = 0,15 : 0,4 = 3 : 8 ⇒ CTPT: C₃H₈

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Đốt cháy hiđrocacbon X, rồi hấp thụ hoàn toàn sản phẩm cháy vào dd Ba(OH)₂ dư, thấy có 49,25 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dd sau phản ứng giảm đi 32,85 gam. CTPT của X là:

A. C₅H₁₂        B. C₂H₆        C. C₃H₈        D. C₄H₁₀

Lời giải:

Đáp án: A

n_CO2 = n_BaCO3 = 49,25/197 = 0,25 mol ; m_CO2 + m_H2O = 49,25 – 32,85 = 16,4

m_H2O = 16,4 – 0,25.44 = 5,4 ; n_H2O = 5,4/18 = 0,3 mol ; n_H2O > n_CO2 ⇒ X là ankan ;

CTPT của X là : C_nH_2n+2 ; n = 0,25/0,05 = 5⇒ X : C₅H₁₂

Bài 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đktc) thu được 16,8 lít khí CO₂ (đktc) và x gam H₂O. Giá trị của x là

A. 6,3.        B. 13,5.        C. 18,0.        D. 19,8.

Lời giải:

Đáp án: D

n_H2O = n_CO2 + n_hh = 16,8/22,4+ 7,84/22,4 = 1,1 mol ⇒ x = 1,1.18 = 19,8 gam

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít hỗn hợp gồm C₂H₆ và C₃H₈ (đkc) rồi cho sản phẩm cháy đi qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc, bình 2 đựng dd nước vôi trong có dư thì thấy khối lượng bình 1 tăng m gam, bình 2 tăng 2,2 gam. Tính m.

A. 3,5        B. 4,5        C. 5,4        D. 7,2

Lời giải:

Đáp án: B

m = (4,48/22,4+ 2,2/44).18= 4,5 gam

Bài 4: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dd nước vôi trong dư thấy có 40g kết tủa. CTPT X

A. C₂H₆        B. C₄H₁₀        C. C₃H₆        D. C₃H₈

Lời giải:

Đáp án: B

CTPT của X là C_nH_2n+2 ; n = n_CO2 /n_X = 4

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lit butan ( đktc) và cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dd Ba(OH)₂ 0,2M. Số gam kết tủa tạo thành:

A. 9,85g        B. 9,98g        C. 10,4g        D.11,82g

Lời giải:

Đáp án: D

n_C4H10 = 0,56/22,4 = 0,025 mol ⇒ n_CO2 = 4.0,025 = 0,1 mol; n_H2O = 5.0,025 = 0,125 mol; T = n_OH-/n_CO2 = 0,16/0,1 = 1,6 ⇒ tạo ra 2 muối; n_CO3^2- = 0,06 ⇒ m_CaCO3 = 0,06.197 = 11,82 gam

Bài 6: Đốt cháy hết 2,24 lít ankan X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dd nước vôi trong dư thấy có 40g kết tủa. CTPT X

A. C₂H₆        B. C₄H₁₀        C. C₃H₆        D. C₃H₈

Lời giải:

Đáp án: B

CTPT của X là C_nH_2n+2 ; n = n_CO2 /n_X = 4

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO₂ và 0,132 mol H₂O. Khi X tác dụng với khí Clo (theo tỉ lệ số mol 1 : 1) thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất . Tên gọi của X là

A. 2,2-đimetylpropan        B. etan

C. 2-metylpropan        D. 2- metylbutan

Lời giải:

Đáp án: A

n_H2O > n_CO2 ⇒ X là ankan

Có CTPT là C_nH_2n+2

n_X = n_H2O - n_CO2 = 0,132 – 0,11 = 0,022 (mol)

⇒ 0,022n = 0,11 ⇒ n = 5 ⇒ CTPT: C₅H₁₂

C₅H₁₂ tác dụng với khí Clo thu được sản phẩm hữu cơ duy nhất nên CTCT của X là:

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO₂ (đktc) và 9,9 gam nước. thể tích không khí (dktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên niên trên là

A. 70,0 lít        B. 78,4 lít        C. 84,0 lít        D. 56,0 lít.

Lời giải:

Đáp án: A

n_CO2 = 7,84/22,4 - 0,35 mol; n_H2O = 9,9/18 = 0,55 mol

Bảo toàn nguyên tố O:

2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O ⇒ n_O2 = 0,625 mol ⇒ V_O2 = 0,625.22,4 = 14 lit

Vì oxi chiếm 1/5 V_kk ⇒ V_kk = 5.14 = 70 (lít)