B. HIDROCACBON: CT chung: CxHy (x 1, y 2x+2). Nếu là chất khí ở đk thường hoặc đk chuẩn: x =< 4. Hoặc: CnH2n+2-2k, với k là số liên kết đôi , k >= 0. I- DẠNG 1: Hỗn hợp gồm nhiều hidrocacbon thuộc cùng một dãy đồng đẳng.
PP1:Gọi CT chung của các hidrocacbon (cùng dãy đồng đẳng nên k giống nhau)
- Viết phương trình phản ứng
- Lập hệ PT giải , k.
- Gọi CTTQ của các hidrocacbon lần lượt là … và số mol lần lần lượt là a1,a2…. Ta có: +
- a1+a2+… =nhh Ta có đk: n1<n2 n1< <n2. Thí dụ : + Nếu hh là hai chất đồng đẳng liên tiếp và =1,5 Thì n1<1,5<n2=n1+1 0,5<n1<1,5 n1=1, n2=2.
- Nếu hh là đđ không liên tiếp, giả sử có M cách nhau 28 đvC (2 nhóm –CH2-) Thì n1< =1,5<n2=n1+2 n1=1, n2=3.
PP2 : - gọi CT chung của hai hidrocacbon là .
- Tương tự như trên
- Tách ra CTTQ mỗi hidrocacbon Ta có: x1< <x2, tương tự như trên x1,x2. y1 < <y2; ĐK: y1,y2 là số chẳn. nếu là đồng đẳng liên tiếp thì y2=y1+2. thí dụ =3,5 y1<3,5<y2=y1+2 1,5<y1<3,5 ; y1 là số chẳn y1=2, y2=4 nếu là đđ không kế tiếp thì ta thay ĐK : y2=y1+2 bằng đk y2=y1+2k (với k là hiệu số nguyên tử cacbon). Cho vài thí dụ:
II. DẠNG 2: Tìm CTPT của hidrocacbon khi biết KL phân tử: Phương pháp: + Gọi CTTQ của hidrocacbon là CxHy; Đk: x 1, y 2x+2, y chẳn.
- Ta có 12x+ y=M
- Do y>0 12x<M x< (chặn trên) (1)
- y 2x+2 M-12x 2x+2 x (chặn dưới) (2) Kết hợp (1) và (2) x và từ đó y. Thí dụ : KLPT của hydrocacbon CxHy = 58 Ta có 12x+y=58
- Do y>o 12x<58 x<4,8 và do y 2x+2 58-12x 2x+2 x 4 x=4 ; y=10 CTPT hydrocacbon là C4H10. III. DẠNG 3 : GIẢI BÀI TOÁN HỖN HỢP Khi giải bài toán hh nhiều hydrocacbon ta có thể có nhiều cách gọi :
- Cách 1 : Gọi riêng lẻ, cách này giải ban đầu đơn giản nhưng về sau khó giải, dài, tốn thời gian.
- Cách 2: Gọi chung thành một công thức hoặc (Do các hydrocacbon khác dãy đồng đẳng nên k khác nhau) Phương pháp: Gọi Ct chung của các hydrocacbon trong hh là (nếu chỉ đốt cháy hh) hoặc (nếu vừa đốt cháy vừa cộng hợp H2, Br2, HX…)
- Gọi số mol hh.
- Viết các ptpứ xảy ra, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình
- Nếu là ta tách các hydrocacbon lần lượt là Ta có: a1+a2+… =nhh
Nhớ ghi điều kiện của x1,y1…
- x1 1 nếu là ankan; x1 2 nếu là anken, ankin; x1 3 nếu là ankadien… Chú ý: + Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử C=1 nó là CH4 (x1=1; y1=4)
- Chỉ có 1 hydrocacbon duy nhất có số nguyên tử H=2 nó là C2H2 (y2=4) (không học đối với C4H2). Các ví dụ: IV. CÁC PHẢN ỨNG DẠNG TỔNG QUÁT:
- Gọi CT chung của các hydrocacbon là a.Phản ứng với H2 dư (Ni,to) (Hs=100%)
- H2 hỗn hợp sau phản ứng có ankan và H2 dư Chú ý: Phản ứng với H2 (Hs=100%) không biết H2 dư hay hydrocacbon dư thì có thể dựa vào của hh sau phản ứng. Nếu <26 hh sau phản ứng có H2 dư và hydrocacbon chưa no phản ứng hết b.Phản ứng với Br2 dư:
- Br2 c. Phản ứng với HX
- HX d.Phản ứng với Cl2 (a’s’k’t’)
- Cl2 e.Phản ứng với AgNO3/NH3 2 +xAg2O x
- Đối với ankan: CnH2n+2 + xCl2 CnH2n+2-xClx + xHCl ĐK: 1 x 2n+2 CnH2n+2 CmH2m+2 + CxH2x ĐK: m+x=n; m 2, x 2, n 3.
- Đối với anken:
- Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:1
- Chú ý phản ứng thế với Cl2 ở cacbon CH3-CH=CH2 + Cl2 ClCH2-CH=CH2 + HCl
- Đối với ankin:
- Phản ứng với H2, Br2, HX đều tuân theo tỉ lệ mol 1:2 VD: CnH2n-2 + 2H2 CnH2n+2
- Phản ứng với dd AgNO3/NH3 2CnH2n-2 + xAg2O 2CnH2n-2-xAgx + xH2O ĐK: 0 x 2
- Nếu x=0 hydrocacbon là ankin ankin-1
- Nếu x=1 hydrocacbon là ankin-1
- Nếu x= 2 hydrocacbon là C2H2.
- Đối với aren và đồng đẳng:
- Cách xác định số liên kết ngoài vòng benzen. Phản ứng với dd Br2 là số liên kết ngoài vòng benzen.
- Cách xác định số lk trong vòng: Phản ứng với H2 (Ni,to):
- với là số lk nằm ngoài vòng benzen
- là số lk trong vòng benzen. Ngoài ra còn có 1 lk tạo vòng benzen số lk tổng là + +1. VD: hydrocacbon có 5 trong đó có 1 lk tạo vòng benzen, 1lk ngoài vòng, 3 lk trong vòng. Vậy nó có k=5 CTTQ là CnH2n+2-k với k=5 CTTQ là CnH2n-8 CHÚ Ý KHI GIẢI TOÁN VÍ DỤ 1 :Đốt cháy 0,1 mol hỗn hợp 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp ,thu được 3,36 lít CO2(ĐKTC).Hai ankan trong hỗn hợp là: Giải : số nt cacbon trung bình= số mol CO2 : số mol 2 ankan —> CTPT VD 2 :Đốt cháy 6,72 lít khí (ở đktc) hai hiđrocacbon cùng dãy đồng đẳng tạo thành 39,6 gam CO2 và 10,8 gam H2O. a)Công thức chung của dãy đồng đẳng là: b) Công thức phân tử mỗi hiđrocacbon là: Giải :Do chúng ở thể khí, số mol CO2> số mol H2O —>là ankin hoặc ankadien số mol 2 chất là :nCO2- n H2O = 0,3 —> Số ntử cacbon trung bình là : nCO2 :n 2HC=3 —> n1=2 ,n2 =4 —> TCPT là C2H2 và C4H6 VD 3 :Cho 4,6 gam hỗn hợp 2 anken là đồng đẳng kế tiếp qua dung dịch brôm dư,thấy có 16 brôm phản ứng.Hai anken là Giải:n Br2= 0,1 =n 2anken ---->số nguyên tử cacbon trung bình = =3,3 CTPT 2anken là: C3H6 và C4H8 VD 4:Khi đốt cháy 1hh gồm:0,1 mol C2H4 và 1 hydrocacbon A,thu được 0,5 mol CO2 và 0,6 mol H2O.CTPT của hydrocacbon A là: Giải:nH2O > nCO2 —> A là ankan Số mol A= nH2O - nCO2 =0,1—> n =(0,5 – 0,1.2): 0,1 =2—>CTPT của A là:C2H6 VD 5:Khi đốt cháy 0,2 mol hh gồm: C2H2 và 1 hydrocacbon A,thu được: số mol CO2 =số mol H2O =0,5 mol.CTPT của hydrocacbon A là ? Giải:nH2O = nCO2 —> A là ankan –> nC2H2 =n A= 0,1—> số nguyên tử cacbon trong Alà: (0,5 –0,1.2): 0,1 =3 —> ctpt của A là: C3H8