Bài tập phản ứng đề Hidro hóa và cracking ankan - Hóa 11

BI TP PHN NG HIDRO HểA V CRACKING ANKAN
1/ Di tỏc dng ca nhit , xỳc tỏc, ankan cú th phn ng theo nhiu hng:
Phn ng crackinh: ANKAN
ANKAN KHC + ANKEN
(lm mt mu dd brom)
Phn ng hydro húa: ANKAN
ANKEN + H2
CH4 + C2H4 (CH2=CH2)
Vớ d: C3H8
C3H6 (CH2=CHCH3) + H2
C3H8
c bit, trong iu kin thớch hp phn ng cũn cú th:
1500 C
+ To ra ankin: Vớ d: 2CH4
CH CH + 3H2
laứ
m laùnh nhanh
to , xt

to , xt

to , xt

to , xt

o

to , xt

C (rn) + 2H2
+ To ra cabon v hydro: Vớ d: CH4

2/ Dự phn ng xy ra theo hng no thỡ: Phn ng khụng lm thay i khi lng hn
hp:

mtrc phn ng = msau phn ng

n
M sau
= trửụực
nsau
M trửụực

3/ Vỡ phn ng khụng lm thay i khi lng hn hp nờn hm lng C v H trc v
sau phn ng l nh nhau t chỏy hn hp sau phn ng c qui v t chỏy
hn hp trc phn ng.
4/ Phn ng luụn lm tng s mol khớ: nsau > ntrc Psau > Ptrc M sau < M trc
(vỡ mtrc = msau)
CH4 + C2H4 nsau = 2. ntrc
Vớ d: C3H8
to , xt

Nhn xột:

A : C n H 2n2

C m H 2 m 2

crackinh
B C q H 2 q

H 2

* Sau phn ng thỡ th tớch, s mol cht khớ tng.
* Gi n1 , m1 l s mol v khi lng ankan ban u; n2, m2 l s mol v khi lng hn
hp khớ sau phn ng thỡ:
+ nanken= n2 - n1

Truy cp vo: hc Toỏn Lý Húa Sinh Vn - Anh tt nht!

1


+ nankan phản ứng= n2 - n1 (với phản ứng crackinh chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken)
+ nH2 = n2 - n1 ( với phản ứng đề hidro hóa)
_

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m1 = m2  n1× M1 = n 2 × M 2

- Hiệu suất phản ứng H =

 n1 = M 2
_
n2
M1

n 2 - n1
n
M1
= 2 -1=
- 1 (áp dụng cho trường hợp crackinh
n1

n1
M2

ankan chỉ tạo ra 1 ankan và 1 anken).
Lưu ý: Với trường hợp crakinh ankan thu được 1 anken và 1 ankan mới, sau đó ankan
mới tiếp tục crackinh thì không áp dụng công thức nankan phản ứng= n2 - n1
* Lượng CO2 và H2O thoát ra khí đốt cháy A bằng lượng CO2 và H2O thoát ra khi đốt
cháy B
VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Khi crakinh hoàn toàn 1 thể tích ankan X thu được 3 thể tích hỗn hợp Y, các thể
tích khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Biết d Y/H  12 , xác định CTPT của ankan?
2

A. C6H14

B. C3H8

C. C4H10

D. C5H12

Lời giải
Ta có:

VX
n
M
= X = Y  M X = 3 × 24 = 72
VY
nY

MX

Vậy CTPT của X là: C5H12
Ví dụ 2: Cho Butan qua xúc tác ở nhiệt độ cao thu được hỗn hợp X gồm C4H10, C4H8,
C4H6 và H2. Tỉ khối của X so với Butan là 0,4. Nếu cho 0,6 mol X vào dung dịch Brom dư
thì số mol Brom tối đa phản ứng là?
A. 0,48 mol

B. 0,24 mol

C. 0,36 mol

D. 0,6 mol

Lời giải
MX = 0,4 x 58= 23,2

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

2


Mbutan= 58
Ta có:

n butan
MX
23,2
=
=

= 0,4  n Butan = 0,4 × 0,6 = 0,24 mol
nX
M butan
58

 n H2 = n Br2 = 0,6 - 0,24 = 0,36 mol

Ví dụ 3: Crakinh 560 (l) C4H10 thu được 1036 (l) hỗn hợp gồm nhiều H-C khác nhau.
Các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Tính Hiệu suất phản ứng crackinh?
A. 75%

B. 80%

C. 85%

D. 90%

Lời giải
Áp dụng công thức tính nhanh

H

n2  n1 n2
1036
 1 
 1  0,85  85%
n1
n1
560

Ví dụ 4: Crakinh 22,4 (l) C4H10 ở đktc thu được hỗn hợp Y gồm các H-C. Đốt cháy hoàn
toàn Y thu được x(g) CO2 và y(g) H2O. Tính giá trị x,y?
A. 176 và 180

B. 44 và 18

C. 44 và 72

D. 176 và 90

Lời giải
Đốt cháy hỗn hợp Y chính là đốt cháy C4H10
t0

2 C4 H10 +13 O 2  8 CO 2 +10 H 2O

n C4H10 =1 mol  mCO2  x  1  4  44  176 g
 m H 2O  y  1  5  18  90 g
Ví dụ 5: Craking n-butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị craking. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm
trên. Cho A qua bình nước brom dư thấy còn lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn A
thì thu được x mol CO2.
a. Hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A là:
Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

3


A. 57,14%.

B. 75,00%.

C. 42,86%.

D. 25,00%.

b. Giá trị của x là:
A. 140.

B. 70.

C. 80.

D. 40.

Lời giải
a, Gọi a là số mol C4H10 phản ứng, b là số mol C4H10 dư.
Ta có:
C4H10 -> (H2, CH4, C2H6) + (C4H8, C3H6, C2H4)
Cracking a mol C4H10 được 2a mol (H2, CH4, C2H6, C4H8, C3H6, C2H4) trong đó có:
a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4).
Vậy A gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và a mol (C4H8, C3H6, C2H4) và b mol C4H10 dư
=> 2a + b =35 (1)
Không tác dụng với dd Br2 gồm: a mol (H2, CH4, C2H6) và b mol C4H6 dư => a + b =
20 (2)
Từ (1) và (2) => a = 15, b = 5.
=> H = 15/20*100% = 75%
b, Dùng bảo toàn C suy ra mol CO2 = 4(a + b) => mol CO2 = 80 mol. Đáp án C.
Ví dụ 6: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được ba thể tích hỗn hợp Y
(các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng

12. Công thức phân tử của X là:
A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10.

D. C5H12.

Lời giải
Nhận xét: Trong phản ứng cacking M(trước) = M(sau).
Vậy: M(X) = 3M(Y). d(Y/H2) = 12 => M(Y) = 24 => M(X) = 72. => Đáp án D.
Ví dụ 7: Craking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một
phần propan chưa bị craking. Biết hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung
bình của A là:

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

4


A. 39,6.

B. 23,16.

C. 2,315.

D. 3,96.

Lời giải

Dễ thấy: a = 0.18, b = 0.02 (a là số mol C3H8 phản ứng, b là số mol C3H8 dư).
số mol A = 2a + b = 0.38
Mtb = 8.8/0.38 = 23.16 => Đáp án B.
BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1:Crackinh C4H10 thu được hỗn hợp khí X gồm 5 hidrocacbon có dX/He =
9,0625.Hiệu suất phản ứng crackinh?
A. 20%.

B. 40%.

C. 60%.

D. 80%.

Câu 2: Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H6, C3H8 có dX/He =
10. Hiệu suất phản ứng là
A. 10%.

B. 20%.

C. 30%.

D. 40%.

Câu 3: Crackinh 8,8 gam propan thu được hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một
phần propan chưa bị craking. Biết hiệu suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung
bình của A là
A. 39,6.

B. 23,16.

C. 2,315.

D. 3,96.

Câu 4: Crackinh C3H8 thu được hỗn hợp X gồm H2, C2H4, CH4, C3H8 có dX/He = k. Biết
hiệu suất phản ứng crackinh là 90%. Vậy giá trị của k là
A. 9,900.

B. 5,790.

C. 0,579.

D. 0,990.

Câu 5: Crackinh 40 lít butan thu được 56 lít hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6,
C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ
và áp suất). Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Hiệu suất phản ứng tạo
hỗn hợp A là
A. 40%.

B. 20%.

C. 80%.

D. 20%.

Câu 6: Crackinh 560 lít C4H10 thu được 1036 lít hỗn hợp X gồm 5 hidrocacbon. Biết các
thể tích cùng đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Vậy hiệu suất phản ứng crackinh là
A. 75%.

B. 80%.

C. 85%.

D. 90%.

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

5


Câu 7: Crackinh hỗn hợp A gồm propan và butan (trong đó có số mol bằng nhau, phần
trăm mỗi phản ứng bằng nhau và có hiệu suất crackinh là 70%) thì thu được hỗn hợp X
gồm H2 và các ankan, anken. Vậy khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X (tính theo
đơn vị gam/mol) là
A. 30.

B. 40.

C. 50.

D. 20.

Câu 8: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan có tỉ khối so với hidro bằng 20,25 được nung
nóng trong bình chứa chất xúc tác để thực hiện phản ứng đehidro hóa, thu được hỗn hợp
khí B gồm H2, các ankan và anken có tỉ khối so với hidro bằng 16,2. Tính hiệu suất phản
ứng đehidro hóa biết phần trăm phản ứng của etan và propan là bằng nhau
A. 40%.

B. 35%.

C. 30%.

D. 25%.

Câu 9: Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2 có dX/He =
2,5. Hiệu suất phản ứng?
A. 50%.

B. 60%.

C. 70%.

D. 80%.

Câu 10: Nhiệt phân nhanh CH4 thu được hỗn hợp khí X gồm: CH4, H2 và C2H2. Giá trị
dX/He có thể phù hợp là
A. 1.

B. 2.

C. 3.

D. 4.

Câu 11: Crackinh hoàn toàn 11,2 lít (đktc) một ankan A thu được 22,4 lít (đktc) hỗn hợp
khí B có tỉ khối đối với không khí bằng 1. Tên gọi của A là:
A. 2-metylbutan.

B. butan.

C. neopentan.

D. pentan.

Câu 12: Khi crackinh hoàn toàn 1 mol ankan X thu được 3 mol hỗn hợp Y; tỉ khối của Y
so với H2 bằng 12. Công thức phân tử của X là
A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10.

D. C5H12.

Câu 13: Khi crackinh hoàn toàn một thể tích ankan X thu được bốn thể tích hỗn hợp Y
(các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với H2 bằng
10,75. Công thức phân tử của X là
A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10.

D. C5H12.

Câu 14: Crakinh hoàn toàn ankan A thu được hỗn hợp X gồm H2 và các anken, ankan có
dX/He = 7,25. Vậy A là
Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

6


A. C5H12.

B. C6H14.

C. C3H8.

D. C4H10.

Câu 15: Khi crackinh hoàn toàn ankan X thu được hỗn hợp Y gồm H2, CH4, C2H4, C2H6,
C3H6, C4H8 (các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất); tỉ khối của Y so với
H2 bằng 14,5. Công thức phân tử của X là
A. C6H14.

B. C3H8.

C. C4H10.

D. C5H12

Câu 16: Một hỗn hợp X gồm hai ankan A, B đồng đẳng kế tiếp. Crackinh 11,2 lít (đktc)
hỗn hợp X thu được 22,4 lít hỗn hợp Y (đktc) gồm ankan, anken và H2, tỉ khối hơi của Y
đối với H2 là 8,2. Vậy công thức phân tử và số mol của A, B lần lượt là:
A. C3H8 (0,2 mol); C4H10 (0,3 mol).

B. C2H6 (0,3 mol); C3H8 (0,2 mol).

C. C2H6 (0,1 mol); C3H8 (0,4 mol).

D. C2H6 (0,4 mol); C3H8 (0,1 mol).

ĐÁP ÁN

1. A

2. B

3. B

4. B

5. A

6. C

11. B

12. D

13. A

14. D

15. C

16. D

7. A

8. D

9. B

10. C

Truy cập vào: để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

7