Bài tập Hóa học Lớp 12 - Chuyên đề: Các dạng toán về Hiđrocacbon và mở rộng - Đề 2 (Có đáp án)

Nội dung text: Bài tập Hóa học Lớp 12 - Chuyên đề: Các dạng toán về Hiđrocacbon và mở rộng - Đề 2 (Có đáp án)

1. 6 - Các dạng toán về hiđrocacbon và mở rộng (Đề 2) Câu 1. Dẫn hỗn hợp khí A gồm một hiđrocacbon no, mạch hở và một hiđrocacbon không no vào bình nước brom chứa 10 gam brom. Sau khi brom phản ứng hết thì khối lượng bình tăng lên 1,75g và thu được dung dịch X, đồng thời khí bay ra khỏi bình có khối lượng 3,65g. Đốt cháy hoàn toàn khí bay ra khỏi bình thu được 10,78g CO2. CTPT của các hiđrocacbon trong A là: A. C2H6 hoặc C3H8 và C2H4 B. C2H6 hoặc CH4 và C2H4 C. C2H6 hoặc CH4 và C3H6 D. C3H8 hoặc CH4 và C2H4 Câu 2. Hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp. Mx=31,6. Lấy 6,32g X lội vào 200g nước chứa xúc tác thích hợp thu được dd Z và thấy thoát ra 2,688 lít (đktc) khí khô Y, MY=33. Biết rằng dd Z chứa anđehit với nồng độ C%. Giá trị của C là: A. 1,305% B. 1,043% C. 1,208% D. 1,407% Câu 3. Cho hỗn hợp A gồm H2, anken, ankin có cùng số nguyên tử C trong phân tử, có tỷ khối so với hidro là 4,8. Cho hỗn hợp A đi qua Ni nung nóng thì thu được hỗn hợp B có tỷ khối hơi so với A là 5/3 (Biết H=100%) Tìm CTPT của anken và ankin. A. C2H4 và C2H2 B. C3H6 và C3H4 C. C4H8 và C4H6 D. C5H10 và C5H8 Câu 4. A là hỗ hợp 3 hidrocacbon X, Y, Z -Nếu tách lấy Y, Z ta được hỗn hợp A1 có phân tử lượng trung bình M =25 -Nếu tách lấy X, Y ta được hỗn hợp A2 có phân tử lượng trung bình M =28 Biết phân tử lượng của ba chất có thể lập thành một cấp số cộng có công sai là 12. Tính thành phần phần trăm thể tích của hỗn hợp A (theo thứ tự các chất X, Y, Z): A. 20%, 20%, 60% B. 25%; 50%, 25% C. 16.67% , 66.66%, 16.67% D. 10%, 80%, 10% Câu 5. Cho hỗn hợp X gồm 0,2 mol C2H4; 0,2 mol C2H6; 0,5 mol C3H6; 0,5 mol C3H8 từ từ qua 1,5 lít dung dịch Br2 0,3 M thấy bình brôm nhạt màu. Khối lượng bình brôm tăng 11,9 gam, hỗn hợp khí D thoát ra khỏi dung dịch brôm có tỉ khối đối với H2 là 19,41. Tỉ số giữa hiệu suất cộng brôm của C2H4 và C3H6 bằng: A. 1/2 B. 1/3 C. 1/5 D. 2/3 Câu 6. Hốn hợp khí gồm 3 hiđrocacbon mạch hở X, Y, Z trong đó Y, Z thuộc cùng dãy đồng đẳng. Cho 0,035 mol A lội qua bình đựng dung dịch Brom dư thì khối lượng của bình tăng lên 0,56 gam và có 0,01 mol brom phản ứng. Hỗn hợp khí không bị hấp thụ đem đốt cháy hoàn toàn cần dùng vừa đủ 0,7 mol không khí (chứa 20% oxi), hấp thụ hết sản phẩm cháy và nước vôi trong dư, xuất hiện 0,085 mol kết tủa đồng thời khối lượng bình tăng a gam. Công thức phân tử của X và giá trị của a lần lượt là A. C4H8 và 5,72 B. C3H6 và 2,78 C. C3H6 và 5,72 D. C4H8 và 2,78 Câu 7. Thực hiện phản ứng crackinh butan thu được một hỗn hợp X gồm các ankan và các anken. Cho toàn bộ hỗn hợp X vào dung dịch Br2 dư thấy có khí thoát ra bằng 60% thể tích X và khối lượng dung dịch Br2
2. tăng 5,6 gam và có 25,6 gam brom đã tham gia phản ứng. Đốt cháy hoàn toàn khí bay ra thu được a mol CO2 và b mol H2O. Vậy a và b có giá trị là: A. a = 0,9 mol và b = 1,5 mol B. a = 0,56 mol và b = 0,8 mol C. a = 1,2 mol và b = 1,6 mol D. a = 1,2 mol và b = 2,0 mol Câu 8. Nung nóng 4,48 lít hỗn hợp X gồm C2H6 và C3H8, trong bình kín không chứa không có O2. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được hỗn hợp Y có chứa H2, dẫn Y qua dung dịch Br2 dư, thấy bình Br2 tăng 5,95 gam và thoát ra V lít khí. Đốt cháy hoàn toàn V lít khí này thu được 8,25 gam sản phẩm (CO2 + H2O). Hãy tìm % thể tích của hỗn hợp X. A. 50% C2H6 và 50% C3H8 B. 40% C2H6 và 60% C3H8 C. 60% C2H6 và 40% C3H8 D. 70% C2H6 và 30% C3H8 Câu 9. Trong một bình kín dung tích 2,24lít chứa một ít bột Ni xúc tác và hỗn hợp khí X gồm H2, C2H4 và 0 C3H6 (ở đktc).Tỉ lệ số mol C2H4 và C3H6 là 1:1. Đốt nóng bình một thời gian sau đó làm lạnh tới 0 C thu được hỗn hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y qua bình chứa nước Br2 dư thấy khối lượng bình Br2 tăng 1,015 gam. Biết tỉ khối của X và Y so với H2 lần lượt là 7,6 và 8,445. Hiệu suất phản ứng của C2H4 là: A. 12,5% B. 55% C. 27,5% D. 25% Câu 10. Cracking 4,48 lít butan (ở đktc)thu được hỗn hợp X gồm 5 hidrocacbon. Dẫn toàn bộ sản phẩm X đi qua bình dung dịch Brom dư thì thấy khối lượng bình dung dịch Brom tăng 8,4 gam và khí bay ra khỏi dung dịch Brom là hỗn hợp Y. Thể tích oxi (ở đktc) cần để đốt cháy hoàn toàn Y là: A. 5,6 lít B. 8,96 lít C. 4,48 lít D. 6,76 lít Câu 11. Cho 22,4 lít (đktc) hỗn hợp E gồm x mol C2H4, z mol C2H2, y mol H2 (d(E/He) = 3,6) qua bình đựng Ni nung nóng, sau một thời gian phản ứng thì thu được 15,68 lít hỗn hợp khí G (đktc). Dẫn toàn bộ khí G lội chậm vào bình đựng dung dịch Brom dư, khối lượng Brom phản ứng là 80 gam. Giá trị x và y lần lượt là A. 0,3 mol và 0,4 mol. B. 0,2 mol và 0,5 mol. C. 0,3 mol và 0,2 mol. D. 0,2 mol và 0,3 mol. Câu 12. Nhiệt phân x mol butan một thời gian thu được hỗn hợp gồm các ankan, các anken và hiđro. Cho hỗn hợp khí này sục qua dung dịch Br2 dư thì khối lượng Br2 tham gia phản ứng là 19,2 gam và sau thí nghiệm khối lượng bình Br2 tăng thêm 3,99 gam. Hỗn hợp khí còn lại sau khi đi qua dung dịch Br2 có tỷ khối hơi so với heli là 7,85. Giá trị của x là A. 0,12. B. 0,15. C. 0,16. D. 0,18. Câu 13. Một bình kín chứa 0,07 mol axetilen; 0,09 mol vinylaxetilen; 0,18 mol H2 và một ít bột Ni. Nung hỗn hợp X thu được hỗn hợp Y gồm 7 hiđrocacbon (không có etylaxetilen) có tỉ khối hơi đối với H2 là 21,4375. Cho toàn bộ hỗn hợp Y đi qua bình đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam kết tủa vàng nhạt và 2,24 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 5 hiđrocacbon thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn hỗn hợp Z cần vừa đúng 80 ml dung dịch Br2 1M. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với A. 12,5 B. 11,5 C. 12,0
3. D. 13,5 Câu 14. Hỗn hợp X gồm a mol axetilen, 2a mol etilen, 5a mol Hiđro. Cho hỗn hợp X qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp Y (gồm 4 chất). Đặt k là tỉ khối của Y so với X. Vậy khoảng giá trị của k là A. 2,0 > k > 1,0. B. 1,5 > k > 1,0. C. 2,0 ≥ k > 1,0. D. 2,5 > k ≥ 1,0. Câu 15. Hỗn hợp X gồm một anđehit đơn chức, mạch hở và một ankin (phân tử ankin có cùng số nguyên tử H nhưng ít hơn một nguyên tử C so với phân tử anđehit). Đốt cháy hoàn toàn 1 mol hỗn hợp X thu được 2,4 mol CO2 và 1 mol nước. Nếu cho 1 mol hỗn hợp X tác dụng với dd AgNO3/NH3 thì khối lượng kết tủa thu được tối đa là: A. 144 gam. B. 230,4 gam. C. 301,2 gam. D. 308 gam. Câu 16. Hỗn hợp X gồm một ankan và 2,24 lít Cl2 (đktc). Chiếu ánh sáng qua X thu được 4,26 gam hỗn hợp Y gồm hai dẫn xuất (mono và điclo với tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3) ở thể lỏng và 3,36 lít hỗn hợp khí Z (đktc). Cho Z tác dụng với NaOH vừa đủ thu được dung dịch có thể tích 200 ml và tổng nồng độ mol của các muối tan là 0,6M. Phần trăm thể tích của ankan trong hỗn hợp X là A. 25,00%. B. 33,33%. C. 50,00%. D. 66,67%. Câu 17. Một bình kín chứa hỗn hợp X gồm 0,06 mol axetilen; 0,09 mol vinylaxetilen; 0,16 mol H2 và một ít bột Ni. Nung hỗn hợp X thu được hỗn hợp Y gồm 7 hiđrocacbon (không chứa etylaxetilen) có tỉ khối hơi đối với H2 là 328/15. Cho toàn bộ hỗn hợp Y đi qua bình đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam kết tủa vàng nhạt và 1,792 lít hỗn hợp khí Z thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn hỗn hợp Z cần vừa đúng 50 ml dung dịch Br2 1M. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 28,71 B. 14,37 C. 13,56 D. 15,18 Câu 18. Một hỗn hợp X gồm 0,07 mol axetilen, 0,05 mol vinylaxetilen, 0,1 mol H2 và một ít bột Ni trong một bình kín. Đun nóng bình một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm 7 hiđrocacbon có tỉ khối hơi so với H2 là 19,25. Cho toàn bộ hỗn hợp Y qua bình đựng dung dịch AgNO3/NH3 dư, thu được m gam kết tủa màu vàng nhạt và 1,568 lít hỗn hợp khí Z (đktc) gồm 5 hiđrocacbon thoát ra khỏi bình. Để làm no hoàn toàn Z cần dùng vừa đúng 60 ml dung dịch Br2 1M. Giá trị của m là: A. 11,97 B. 9,57 C. 16,8 D. 12 Câu 19. Cho m gam hỗn hợp H gồm Al4C3 và CaC2 vào nước dư thu được dung dịch X; a gam kết tủa Y và khí hỗn hợp khí Z. Lọc bỏ kết tủa. Đốt cháy hoàn toàn khí Z rồi dẫn sản phẩm cháy vào dung dịch X thu được thêm a gam kết tủa nữa. Hỏi trong hỗn hợp X, Al4C3 và CaC2 được trộn với tỉ lệ mol thế nào: A. 1: 3 B. 1:1 C. 1:2 D. 2:1 Câu 20. Hỗn hợp X gồm 0,2 mol axetilen, 0,1 mol but-1-in, 0,15 mol etilen, 0,1 mol etan và 0,85 mol H2. Nung nóng hỗn hợp X (xúc tác Ni) một thời gian, thu được hỗn hợp Y có tỷ khối so với H2 bằng x. Cho Y tác dụng với AgNO3 dư trong NH3 thu được kết tủa và 19,04 lít hỗn hợp khí Z (đktc). Sục khí Z qua dung dịch Brom dư thấy có 8,0 gam brom phản ứng. Giá trị của gần nhất của x là
4. A. 9,0 B. 10,0 C. 10,5 D. 11,0 ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT Câu 1: B Đề cho brom phản ứng hết nhưng anken thì không rõ → cẩn thận khí bay ra có thể có cả anken còn dư. Như vậy cái rõ nhất: 1,75 gam anken phản ứng vừa đủ với 10 gam brom → Manken = 1,75 ÷ ( 10 ÷ 160 ) = 28 → là C2H4. Xét phần còn lại, do ankan, anken đều là hiddrocacbon ( chỉ chứa C và H) nên ta có: mchất rắn = 3,65 gam mà m C = 10,78 ÷ 44 × 12 = 2,94 gam → mH = 0,71 gam. Tỉ lệ: → n C ÷ n H = 49 ÷ 142 ≈ 0,345. → không có ankan nào thỏa mãn. → chất rắn phải gồm cả ankan và anken ( không có TH chỉ có mỗi ankan ). Xét tiếp: do chất rắn là ankan và anken → n ankan = nH2O - nCO2 = 0,355 - 0,245 = 0,11 mol → số C trong ankan < 0,245 ÷ 0,11 = 2,22. do đó, số C = 1 hoặc 2, tương ứng với là CH4 hoặc C2H6. Đáp án đúng cần chọn là B. Câu 2: A X tác dụng với nước cho sản phẩm chứa anđêhit mà lại là hidrocacbon → X chứa C2H2. 2+ C2H2 + H2O -(xt Hg )→ CH3CHO. Chất còn lại đương nhiên là ankin propin: C3H4 + H2O → CH3COCH3 ( axeton ). ♦ Khí X: có mX = 6,32 gam, MX = 31,6 (s.đồ chéo, giải hệ, )→: nC2H2 = 0,12 mol và nC3H4 = 0,08 mol. ♦ Khí Y: có nY = 0,12 mol và MY = 33 → nC2H2 = 0,06 mol; nC3H4 = 0,06 mol. Như vậy, số mol anđêhit tạo thành là: nCH3CHO = 0,12 - 0,06 = 0,06 mol. ►Thật chú ý: tính C% nên phải để ý khối lượng ra vào dung dịch. Ta có: mdd = 200 + 0,06 × 26 + 0,02 × 40 =202,36 gam. Vậy C% anđehit = 0,06 × 44 ÷ 202,36 ≈ 1,305 %. → đáp án đúng là A Câu 3: A Chú ý dạng bài tập này như sau: o { anken; ankan } + H2 (Ni, t )→ {ankin; anken; ankan} + H2 dư.
5. ♦ Chú ý hỗn hợp X và Y giữ nguyên khối lượng. Nhưng tỉ khối A 40 ( 40 = C3H4). Vậy đáp án đúng cần chọn là A. C2H4 và C2H2. Câu 4: A đều có Giả sử ; dựa vào sơ đồ đường chéo Từ đó tính được phẩn trăm tương ứng: %; %; % Chọn A Câu 5: A Giả sử C2H4 phản ứng x mol, C3H6 phản ứng y mol Ta có hệ: Tỉ số hiệu suất: Câu 6: A Y,Z thuộc cùng dãy đồng; khi cho hh khí qua bình Brom ta thu đc hh, chứng tỏ hh khí đó là Y,Z. (vì đáp án chỉ toàn là anken) Bảo toàn nguyên tố Oxi:
6. Câu 7: B Bài này có khá nhiều cách xử lí tính tế, có thể đi theo 1 số hướng sau: Trước hết hãy để ý giả thiết X gồm các ankan và các anken. anken + Br2 tỉ lệ 1 ÷ 1 mà nBr2 = 0,16 mol → nanken = 0,16 mol chiếm 40 % thể tích X → n X = 0,4 mol → n ankan = 0,24 mol → n butan b.đầu = 0,24 mol và n buatn dư = 0,24 - 0,16 = 0,08 mol. ♦ Cách 1: mankan = 0,24 × 58 - 5,6 = 8,32 gam, nankan = 0,24 mol → hỗn hợp ankan này quy về dạng: C7/3H13/3. đốt cháy ankan này dễ dàng tìm ra số mol CO2 và H2O lần lượt là 0,56 mol và 0,8 mol như đáp án B. ♦ Cách 2: manken = 5,6 gam, nanken = 0,16 mol → anken là C2,5H5. Sản phẩm đốt cháy butan trừ đi sản phẩm đốt cháy anken sẽ thu được sản phẩm đốt cháy hỗn hợp ankan. → ta cũng được kq tương tự. Cách 3: khá đặc biệt: đốt ankan nên ta có: b - a = 0,24 → thử đáp án thấy chỉ có B thỏa mãn. Tóm lại thì đáp án thỏa mãn là B Câu 8: A Nung nóng 4,48 lít hỗn hợp X gồm Do bình brôm tăng chính là khối lượng anken Khí thoát ra là ankan dư Ta có 0,2 x x x Ta có Mặt khác Vậy ta có n = 2,5 Trong khi đó n=0,2 Vậy Gọi a, b là số mol 2 khí Cách 2: Khí thoát ra là ankan và H2 có số mol chính bằng số mol khí ban đầu: 0,2 CO2: x, H2O: y -> y-x=0,2, 44x+18y=8,25 -> x=0,075, y=0,275 Khi đó C2H6: a, C3H8: b thì 30a+44b=8,25+0,075.12+0,275.2, a+b=0,2 -> a=b=0,1 Đáp án A Câu 9: A
7. Câu 10: B Khí bay ra khỏi dung dịch Brom là hidrocacbon no CT số mol 0,2 mol, khối lượng 0,2.58-8,4=3,2g Câu 11: B Số mol H2 đã phản ứng: Số mol liên kết : Dựa vào khối lượng và tỉ khối ta có hệ: Câu 12: B Gọi A là hỗn hợp các ankan và hidro không gồm butan dư Hỗn hợp khí còn lại gồm A và butan dư Dùng sơ đồ đường chéo xác định được Mà
8. Chọn B Câu 13: C Chú ý đề bài cho X gồm 7 hiđrocacbon và sau khi hấp thụ vào AgNO3/NH3 dư khí Z bay ra có 5 hiđrocacbon→ có 2 khí bị hấp thụ bởi AgNO3/NH3 Chất tạo kết tủa với AgNO3/NH3 gồm C2H2 : x mol, CH≡C-CH=CH2 : y mol Luôn có mX = mY → nY = = 0,16 mol Ta có nH2 pư = nliên kết π phá vỡ= nX - nY = 0,07 + 0,09 + 0,18- 0,16 = 0,18 mol Bảo toàn liên kết π có : 2 nC2H2 + 3nC4H4 = nH2 pư + 2x + 3y + nBr2 → 2. 0,07 + 3. 0,09 = 0,18 + 2x + 3y + 2z + 0,08 → 2x + 3y = 0,15 Lại có x+ y = nY - nZ = 0,16- 0,1 = 0,06 Giải hệ → x = y = 0,03 Vậy m↓ = 0,03. 240 + 0,03. 159= 11,97 gam. Đáp án C Câu 14: A X gồm Y gồm 4 chất Nếu C2H2 và C2H4 đều hết thì Y chứa C2H6: 3a mol → dY/XMY = = = = 2 Nếu H2 chưa hề tham gia phản ứng thì số mol Y là 8a → dY/XMY = = = = 1 Vậy 2,0 > k > 1,0. Đáp án A Câu 15: D Có nH = 2nH2= 2 mol Số nguyên tử H trong phân tử ankin là 2 → ankin có công thức là C2H2: x mol → andehit có công thức C3H2O ( CH≡C-CHO) : y mol Ta có hệ →
9. Khi cho X tác dụng với AgNO3/ NH3 sinh ra CAg≡CAg: 0,6 mol và CAg≡C-COONH4: 0,4 mol và Ag: 0,8 mol → m= 0,6. 240 + 0,8.108 + 0,4. ( 108 + 12+ 12 + 44 + 18) = 308 gam Câu 16: C Gọi số mol dẫn xuất monoclo CnH2n+1Cl và điclo CnH2nCl2 lần lượt là 2x, 3x Khí Z gồm HCl Cl2 dư, ankan dư tham gia phản ứng với NaOH hình thành muối NaCl và NaClO Bảo toàn nguyên tố Cl → 2nCl2 = 2x + 6x + 0,6. 0,2 = 0,1 x 2→ x = 0,01 mol Ta có: nX + nCl2 = nY + nZ → nankan = 0,15 + 0,05 - 0,1 = 0,1 mol → % ankan= × 100% = 50% → Chọn C Câu 17: C Câu 18: B Chú ý đề bài cho X gồm 7 hiđrocacbon và sau khi hấp thụ vào AgNO3/NH3 dư khí Z bay ra có 5 hiđrocacbon→ có 2 khí bị hấp thụ bởi AgNO3/NH3 Chất tạo kết tủa với AgNO3/NH3 gồm C2H2 : x mol, CH≡C-CH=CH2 : y mol Luôn có mX = mY → nY = = 0,12 mol Ta có nH2 pư = nliên kết π phá vỡ= nX - nY = 0,07 + 0,05 + 0,1- 0,12 = 0,1 mol Bảo toàn liên kết π có : 2 nC2H2 + 3nC4H4 = nH2 pư + 2x + 3y + nBr2 → 2. 0,07 + 3. 0,05 = 0,1 + 2x + 3y + 2z + 0,06 → 2x + 3y = 0,13 Lại có x+ y = nY - nZ = 0,12- 0,07 = 0,05 Giải hệ → x =0,02 và y = 0,03 Vậy m↓ = 0,02. 240 + 0,03. 159= 9,57 gam. Đáp án B
10. Câu 19: B Gọi số mol của Al4C3 và CaC2 lần lượt là x, y Hỗn hợp khí Z thu được chứa CH4: 3x mol và C2H2 : y mol Khi đốt cháy hỗn hợp Z thu được CO2 : 3x + 2y mol Vì khi hòa tan H vào nước thu được kết tủa , khi dẫn CO2 vào dung dich X lại thu được kết tủa → chứng tỏ dung dịch X chỉ chứa Ca(AlO2)2. Và Ca(OH)2 phản ứng hết. Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4 CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 2Al(OH)3 + Ca(OH)2 → Ca(AlO2)2 + 4H2O Dung dịch X chỉ chứa Ca(AlO2)2 : y mol Bảo toàn nguyên tố Al → nY = 4nAl4C3 - 2nCa(AlO2)2 = 4x- 2y Khi hấp thụ CO2 vào dung dịch X thì xảy ra phản ứng Ca(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → Ca(HCO3)2 + 2Al(OH)3 Nhận thấy nCa(AlO2)2 = y < nCO2 = 3x + 2y → nAl(OH)3 = 2nCa(AlO2)2 = 2y mol Theo đề bài lượng kết tủa ở 2 thí nghiệm là như nhau → 4x- 2y = 2y → x = y Câu 20: B • Khi tham gai phản ứng với AgNO3 sinh kết tủa gồm C2H2 dư: a mol và C4H6 dư : b mol Gọi số mol H2 phản ứng là c mol Bảo toàn liên kết π có 0,2. 2 + 0,1.2 + 0,15 = c+ 0,05 + 2a + 2b Bảo toàn số mol → a + b = ( 0,2 + 0,1 + 0,15 + 0,1 + 0,85)-c - 0,85 → a + b= 0,15 và c = 0,4 MY = = 19,5 → dY/H2 = 19,5 : 2 = 9,75. Đáp án B