bài tập hóa HC bồi dưỡng hsg 11

MễT Sễ BAI TP HOA HU C BễI DNG HSG
Cõu I (4 im)
1. Di õy l cỏc giỏ tr nhit núng chy v nhit sụi ca n-pentan v neopentan. Gii
thớch s khỏc bit nhit núng chy v nhit sụi gia cỏc cht ny.
n-Pentan Neopentan
Nhit sụi (
o
C) 36 9,5
Nhit núng chy (
o
C) -130 -17
2. X, Y, Z ln lt l ankan, ankadien liờn hp v ankin, iu kin thng tn ti th khớ. t
chỏy 2,45 L hn hp ba cht ny cn 14,7 L khớ O
2
, thu c CO
2
v H
2
O cú s mol bng
nhau. Cỏc th tớch khớ u o 25
o
C v 1 atm.
(a) Xỏc nh cụng thc phõn t ca X, Y v Z.
(b) Y cng Br
2
theo t l mol 1:1 to ba sn phm ng phõn. Dựng c ch phn ng gii
thớch s hỡnh thnh cỏc sn phm ny.
3. Hon thnh cỏc phng trỡnh phn ng :
Cõu II: (2)
Cho hidrocacbon X tỏc dng vi dung dch brom d c dn xut tetrabrom cha 75,8% brom
(theo khi lng). Khi cng brom (1:1) thu c cp ng phõn cis-trans.

1) Xỏc nh cụng thc phõn t, cụng thc cu to v gi tờn ca X.
2) Vit phng trỡnh ca X vi:
a) Dung dch KMnO
4
(trong mụi trng H
2
SO
4
)
b) Dung dch AgNO
3
/NH
3
c) H
2
O (xỳc tỏc Hg
2+
/H
+
)
d) HBr theo t l 1:2
Câu III
Sáu hiđrocacbon A; B; C; D; E; F đều có công thức phân tử là C
4
H
8
. Cho từng chất vào dung
dịch brom(trong CCl
4
và không chiếu sáng) thấy A, B, C và D tác dụng rất nhanh. E tác dụng

chậm hơn, còn F hầu nh không phản ứng. B và C là những chất đồng phân lập thể của nhau, B
có nhiệt độ sôi cao hơn C. Khi cho tác dụng với hiđro(có Ni làm xúc tác) thì A, B, C đều cho
cùng sản phẩm G.
1/ Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của 6 hiđrocacbon trên.
2/ A tác dụng với nớc brom có hoàn tan một lợng nhỏ NaCl sinh ra 5 sản phẩm. Viết công
thức cấu tạo và giải thích sự hình thành 5 sản phẩm đó.
Câu IV
Hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B mạch thẳng cùng dãy đồng đẳng và phân tử khối của A
nhỏ hơn phân tử khối của B. Trong hỗn hợp X, A chiếm 75% theo thể tích. Đốt cháy hoàn toàn
X cho sản phẩm cháy hấp thụ qua bình chứa Ba(OH)
2
d, sau thí nghiệm khối lợng dung dịch
trong bình giảm 12,78 gam đồng thời thu đợc 19,7 gam kết tủa. Biết tỉ khối hơi của đối với
hiđro bằng 18,5. Tìm công thức phân tử 2 hiđrocacbon đó.
Câu V
1/ Chỉ từ kalibromua, metan, nớc và chất xúc tác cần thiết, hãy viết phơng trình hóa học điều
chế 1,4 - đibrombut-2-en và 2,3- đibrombutan.
2/ Viết công thức cấu tạo các đồng phân mạch hở của những chất có công thức phân tử là
C
3
H
3
ClBr
2
.
Câu IV
Hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon A, B, C (B và C là đồng đẳng kế tiếp). Đốt cháy hoàn
toàn 672 ml X rồi dẫn sản phẩm cháy lần lợt qua bình I chứa 52,91 gam dung dịch H
2
SO

4
98%,
bình II chứa 437,5 ml dung dịch Ba(OH)
2
0,08M. Kết thúc thí nghiệm nồng độ H
2
SO
4
ở bình I
còn 96,2%. Bình II xuất hiện 4,925 gam kết tủa. Mặt khác, khi dẫn 1209,6 ml X đi qua bình
chứa dung dịch brom, nhận thấy sau phản ứng dung dịch này bị nhạt màu, khối lợng dung dịch
tăng thêm 0,468 gam và có 806,4 ml khí thoát ra khỏi bình. Xác định công thức phân tử của A,
B, C và phần trăm thể tích các khí trong X, biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các khí
đều đo ở đktc.
Câu VII
1. (a) Tớnh t l cỏc sn phm monoclo húa (ti nhit phũng) v monobrom húa (ti 127
o
C)
isobutan. Bit t l kh nng phn ng tng i ca nguyờn t H trờn cacbon bc nht, bc
hai v bc ba trong phn ng clo húa l 1,0 : 3,8 : 5,0 v trong phn ng brom húa l 1 : 82 :
1600.
(b) Da vo kt qu tớnh c cõu (a), cho nhn xột v cỏc yu t nh hng n hm
lng cỏc sn phm ca phn ng halogen húa ankan.
2. Dựng c ch phn ng gii thớch ti sao khi x lý 2,7-imetylocta-2,6-dien vi axit
photphoric thỡ thu c 1,1-imetyl-2-isopropenylxiclopentan.
3. Hiro húa mt hirocacbon A (C
8
H
12
) hot ng quang hc thu c hirocacbon B (C

8
H
18
)
khụng hot ng quang hc. A khụng tỏc dng vi Ag(NH
3
)
2
+
v khi tỏc dng vi H
2
trong s
cú mt ca Pd/PbCO
3
to hp cht khụng hot ng quang hc C (C
8
H
14
).
1. Lp lun xỏc nh cu to (cú lu ý cu hỡnh) v gi tờn A, B, C.
2. Oxi húa mónh lit A bng dung dch KMnO
4
trong H
2
SO
4
.Vit phng trỡnh hoỏ hc.
Cõu 1
P N
1. Nhit sụi ca neopentan thp hn n-pentan vỡ khi phõn t cú cng nhiu nhỏnh, tớnh i xng

cu ca phõn t cng tng, din tớch b mt phõn t cng gim, lm cho bn tng tỏc liờn
phõn t gim v nhit sụi tr nờn thp hn.
Trỏi li, tớnh i xng cu li lm cho mng tinh th cht rn tr nờn c khớt hn v bn vng
hn, nờn nhit núng chy cao hn.
2. (a) Gi cụng thc trung bỡnh ca X, Y, Z l
n2n
HC
(do s mol CO
2
v H
2
O bng nhau).
OHnCOnO
2
n3
HC
222
n2n
++
, ta cú :
4n
45,2
7,14
1
2/n3
==
Vỡ X, Y, Z iu kin thng u tn ti th khớ (trong phõn t, s nguyờn t C 4), nờn cụng
thc phõn t ca X l C
4
H

10
v Y, Z l C
4
H
6
.
(b) C ch phn ng :
3. Các phương trình phản ứng :
CH
3
CH
2
Br + Mg
→
ete
CH
3
CH
2
MgBr
Câu 2:
Câu 2:
Hidrocacbon X: C
x
H
y
C
x
H
y

+ 2Br
2
→ C
x
H
y
Br
4
; theo giả thiết: %Br =
100.
32012
4.80
++ yx
=75,8 → 12x + y = 102
Giá trị thỏa mãn: x=8 , y=6. CTPT của X: C
8
H
6
(∆= 6).
Vì X có khả năng phản ứng với brom thoe tỉ lệ 1:1 và 1:2 chứng tỏ phân tử X có 2 liên kết π kém bền và 1
nhân thơm. CTCT của X:
C CH
phenyl axetilen.
Phương trình phản ứng:
5
C CH
+ 8KMnO
4
+ 12H
2

SO
4
→
COOH
+ 4K
2
SO
4
+ 8MnSO
4
+ 12H
2
O
C CH
+ AgNO
3
+ NH
3
→
C CAg
+ NH
4
NO
3
C CH
+ H
2
O
 →
+2

Hg

C
O
CH
3

C CH
+ 2HBr
C CH
3
Br
Br
Câu III: (1,5điểm)
Sáu hiđrocacbon A; B; C; D; E; F đều có công thức phân tử là C
4
H
8
. Cho từng chất vào dung
dịch brom(trong CCl
4
và không chiếu sáng) thấy A, B, C và D tác dụng rất nhanh. E tác dụng
chậm hơn, còn F hầu nh không phản ứng. B và C là những chất đồng phân lập thể của nhau, B có
nhiệt độ sôi cao hơn C. Khi cho tác dụng với hiđro(có Ni làm xúc tác) thì A, B, C đều cho cùng
sản phẩm G.
1/ Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của 6 hiđrocacbon trên.
2/ A tác dụng với nớc brom có hoàn tan một lợng nhỏ NaCl sinh ra 5 sản phẩm. Viết công
thức cấu tạo và giải thích sự hình thành 5 sản phẩm đó.
H ớng dẫn chấm:
1/ Học sinh tìm ra các hiđrocacbon và viết đầy đủ CTCT, gọi tên:

A: but-1-en B: cis-but-2-en C: trans-but-2-en D: 2-metylpropen
E: metyl xiclopropan F: xiclo butan
Lí do:
A, B, C phản ứng với H
2
(xt) đều cho một sản phẩm G là butan
B và C là đồng phân hình học, B có nhiệt độ sôi cao hơn vì phân cực hơn.
E phản ứng chậm với brom(vòng 3 cạnh)
F không phản ứng với brom(vòng 4 cạnh)

2/ CH
2
=CH-CH
2
-CH
3
+ Br
2


CH
2
Br-CHBr-CH
2
-CH
3

CH
2
=CH-CH

2
-CH
3
+ Br
2
+ Cl


CH
3
-CH
2
-CHCl-CH
2
Br + Br

CH
3
-CH
2
-CHBr-CH
2
Cl + Br

CH
2
=CH-CH
2
-CH
3

+ Br
2
+ H
2
O

CH
3
-CH
2
-CHOH-CH
2
Br + HBr
CH
3
-CH
2
-CHBr-CH
2
OH + HBr
Giải thích: Mỗi phản ứng trên đều xảy ra hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1:
CH
2
=CH-CH
2
-CH
3
+ Br
2

CH
3
-CH
2
-
C
+
H-CH
2
Br + Br

CH
3
-CH
2
-CHBr-
C
+
H
2
+ Br

- Giai đoạn 2: cacbocation kết hợp với Br

, Cl

hoặc H
2

O
Câu IV
Hỗn hợp X hai hiđrocacbon A, B mạch thẳng cùng dãy đồng đẳng và phân tử khối của A
nhỏ hơn phân tử khối của B. Trong hỗn hợp X, A chiếm 75% theo thể tích. Đốt cháy hoàn toàn X
cho sản phẩm cháy hấp thụ qua bình chứa Ba(OH)
2
d, sau thí nghiệm khối lợng dung dịch trong
bình giảm 12,78 gam đồng thời thu đợc 19,7 gam kết tủa. Biết tỉ khối hơi của đối với hiđro bằng
18,5. Tìm công thức phân tử 2 hiđrocacbon đó.
H ớng dẫn chấm:
- Tìm số mol H
2
O và CO
2
:
m
CO
2
+ m
H
2
O
= 19,7 12,78 = 6,92 (gam)
Mà: CO
2
+ Ba(OH)
2


BaCO

3

+ H
2
O
Số mol kết tủa : 19,7 : 197 = 0,1 mol

Số mol CO
2
= 0,1 mol
Vậy số mol H
2
O : 0,14 mol
- Tìm hiđrocacbon:
Vì số mol H
2
O > số mol CO
2
nên hiđrocacbon là ankan có CTTQ là
2
2n n
C H
+
có:

M
= 18,5. 2 = 37

n
= 2,5 . Vậy X gồm hai ankan là C

2
H
6
và C
3
H
8

Câu 4: (2,25 điểm)
Hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon A, B, C (B và C là đồng đẳng kế tiếp). Đốt cháy hoàn toàn
672 ml X rồi dẫn sản phẩm cháy lần lợt qua bình I chứa 52,91 gam dung dịch H
2
SO
4
98%, bình II
chứa 437,5 ml dung dịch Ba(OH)
2
0,08M. Kết thúc thí nghiệm nồng độ H
2
SO
4
ở bình I còn
96,2%. Bình II xuất hiện 4,925 gam kết tủa. Mặt khác, khi dẫn 1209,6 ml X đi qua bình chứa
dung dịch brom, nhận thấy sau phản ứng dung dịch này bị nhạt màu, khối lợng dung dịch tăng
thêm 0,468 gam và có 806,4 ml khí thoát ra khỏi bình. Xác định công thức phân tử của A, B, C và
phần trăm thể tích các khí trong X, biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn và các khí đều đo ở
đktc.
H ớng dẫn chấm:
- Tìm số mol H
2

O: Sau khi đốt H
2
đợc giữ lại bình I làm cho dd loãng đi:
Theo qui tắc đờng chéo , tính ra khối lợng H
2
O là: 0,99 gam

Số mol H
2
O là: 0,055 mol
-Tìm số mol CO
2
:
n
Ba(OH)
2
= 0,08 . 437,5.10
-3
= 0,035 mol
n
BaCO
3
= 4,925 : 197 = 0,025mol
+ TH1: Ba(OH)
2
phản ứng hết: Tính đợc số mol CO
2
là: 0,045 mol
+ TH1: Ba(OH)
2

phản ứng d: thì số mol CO
2
bằng số mol kết tủa bằng 0,025 mol
Cả hai trờng hợp đều cho số mol CO
2
nhỏ hơn số mol H
2
O. Do đó hỗn hợp X phải có ankan và
hiđrocacbon không no.
- Tìm số mol hiđrocacbon trong 672 ml:
Số mol ankan:
806,4.672
1209,6.22400
= 0,02 mol
Số mol hiđrocacbon không no:
672
22400
- 0,02 = 0,01 mol
Khối lợng tăng sau phản ứng với brom là khối lợng của hiđrocacbon không no. Vậy khối lợng của
nó trong 672 ml là:
0,468.672
1209,6
= 0,26 gam
- Tìm công thức phân tử hiđrocacbon không no: đặt CTC của nó là: C
n
H
2n+ 2-2a
(với n

2

và a

1)
Câu 3: (2,0 điểm)
1/ Chỉ từ kalibromua, metan, nớc và chất xúc tác cần thiết, hãy viết phơng trình hóa học điều chế
1,4 - đibrombut-2-en và 2,3- đibrombutan.
H ớng dẫn chấm:
Điều chế các chất đã cho theo sơ đồ chuyển hóa sau:
2KBr + 2H
2
O
dpmn

2KOH+ Br
2
+ H
2

Br
2
+ H
2


2HBr
CH
4


C

2
H
2


vinyl axetilen

butađien
2HBr+

2,3- đibrombutan.

2
Br

1,4 - đibrombut-2-en

2/ Viết công thức cấu tạo các đồng phân mạch hở của những chất có công thức phân tử là
C
3
H
3
ClBr
2
.
H ớng dẫn chấm:
HS viết đủ phải có 10 CTCT : CBr
2
=CH-CH
2

Cl ; CBr
2
=CCl-CH
3
; CH
2
=CH-CBr
2
Cl ;
CH
2
=CCl-CHBr
2
; CHCl=CH-CHBr
2
; CHBr=CBr-CH
2
Cl ; CBrCl=CBr-CH
3
; CHBr=CH-CHBrCl;
CHBr=CCl-CH
2
Br ; CBrCl=CH-CH
2
Br
Ta có: 14n + 2 2a = 0,26: 0,01


7n a = 12 Chỉ có: n = 2 và a = 2 là thỏa mãn.
Vậy CTPT của hiđrocacbon không no là: C

2
H
2
(A)
- Tìm công thức phân tử và số mol hiđrocacbon no:
Theo bài ra thì hiđrocacbon no đó là B và C, có CTC là: C
m
H
2
m
+ 2
(với
m
> 1)
Số mol CO
2
của nó khi đốt cháy là:
0,02 0,045 0,01.2
0,02 0,025 0,01.2
m
m

=

=




1,25

0,25( )
m
m loai

=

=


Vậy CTPT 2 ankan B và C là: CH
4
và C
2
H
6
có số mol lần lợt là x và y mol . Ta có:
2 0,045 0,01.2
4 6 0,055.2 0,01.2
x y
x y
+ =


+ =


0,015
0,005
x mol
y mol

=


=

- Tìm % thể tích các khí trong X:
%V của C
2
H
2
: 33,33%
%V của CH
4
: 50%
%V của C
2
H
6
: 16,67%
Cõu VII
1. (a) T l sn phm:
CH
3
CH CH
3
+ Cl
2
- HCl
CH
3

CH CH
2
Cl
CH
3
C CH
3
Cl
1-clo-2-metylpropan
2-clo-2-metylpropan
CH
3
CH
3
CH
3
(9x1,0)
(9x1,0) + (1x5,0)
= 64,3%
(1x5,0)
(9x1,0) + (1x5,0)
= 35,7%
CH
3
CH CH
3
+ Br
2
- HCl
CH

3
CH CH
2
Br
CH
3
C CH
3
Br
1-brom-2-metylpropan
2-brom-2-metylpropan
CH
3
CH
3
CH
3
(9x1,0)
(9x1,0) + (1x1600)
= 0,56%
(1x1600)
(9x1,0) + (1x1600)
= 99,44%
(b) Hm lng sn phm halogen húa ph thuc ba yu t:
Kh nng tham gia phn ng th ca ankan: Phn ng halogen húa u tiờn th hidro trờn
nguyờn t cacbon bc cao hn.
Kh nng phn ng ca halogen: Brom tham gia phn ng yu hn so vi clo, nhng cú kh
nng chn lc v trớ th cao hn so vi clo.
S nguyờn t hidro trờn cacbon cựng bc: Khi s hidro trờn cỏc nguyờn t cacbon cng
nhiu thỡ hm lng sn phm cng ln.

2. C ch:
H
+
-H
+
3. (a) A có độ bất bão hòa
3
2
128.22
=
−+
=∆
, B có
0
2
188.22
=
−+
=∆
và C có
2
2
148.22
=
−+
=∆
.
 Vì A cộng 3 phân tử hidro để tạo ra B nên A có các liên kết bội hoặc vòng ba cạnh.
 A cộng 1 phân tử H
2

tạo ra C và A không tác dụng với Ag(NH
3
)
2
+
nên A có một liên kết ba
dạng -C≡C-R.
 A cũng phải chứa một liên kết đôi dạng cis- (Z) ở vị trí đối xứng với liên kết ba, vì khi A
cộng 1 phân tử H
2
(xúc tác Pd làm cho phản ứng chạy theo kiểu cis-) tạo C không hoạt động
quang học.
Cấu tạo của A, B, C là:
CH
3
C C
H H
H
C
CH
3
C
*
C CH
3
2Z-4-metylhept-2-en-5-in
(A)
CH
3
CH

2
CH
2
CH(CH
3
)CH
2
CH
2
CH
3
4-metylheptan
(B)
CH
3
C C
H H
H
C
CH
3
C C CH
3
2Z,5Z-4-metylhepta-2,5-dien
(C)
H H
(b) Phương trình phản ứng:
5CH
3
CH=CHCH(CH

3
)C≡C-CH
3
+ 14KMnO
4
+ 21H
2
SO
4
→
→ 10CH
3
COOH + 5CH
3
CH(COOH)
2
+ 14MnSO
4
+ 7K
2
SO
4
+ 16H
2
O