Dạng bài: Hidrocacbon không no tác dụng với hidro

Phản ứng cộng hidro là một loại phản ứng đặc trưng của hidrocacbon không no. Vì vậy Trắc nghiệm Online.com xin chia sẻ bài đăng dưới đây . Mong muốn của chúng tôi là giúp các bạn hoàn thiện, nâng cao kiến thức để hoàn thành được mục tiêu của mình..

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

• Liên kết π là liên kết kém bền vững, nên chúng dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. 
• Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd, ở nhiệt độ thích hợp, hiđrocacbon không no cộng hiđro vào liên kết pi.

PTTQ:

C_nH_2n+2-2k + kH₂ → CnH_2n+2     

(k là số liên kết trong phân tử)

Nhận xét:

• Độ giảm số mol của hỗn hợp luôn bằng số mol H₂ tham gia phản ứng.
• Tổng khối lượng chất tham gia bằng khối lượng của sản phẩm tạo thành.

1. Tác dụng với lượng vừa đủ hidro

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào PTHH , tìm số mol các chất có liên quan.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 1: Cho V lít khí C₂H₄ tác dụng vừa đủ với 3,36 lít khí H₂ (đktc)  trong điều kiện xúc tác Ni thu được 1 sản phẩm duy nhất. Tính V.

Ta có: nH₂ = $\frac{3,36}{22,4}$ (mol)

PTHH: C₂H₄    +   H₂    →  C₂H­₆

P.ư       0,15<-  0,15

=> V= V_C2H4 = 0,15.22,4 = 3,36 (lit)

2. Tác dụng với H₂ không hoàn toàn

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Xác định số mol p.ư theo chất hết và nhân với hiệu suất.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 2: Hỗn hợp khí X gồm 0,2 mol H₂ và 0,1 mol C₂H­₄ . Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y . Tính số % thể tích từng khí trong Y biết hiệu suất phản ứng là 80%.

PTHH: C₂H₄    +   H₂    →  C₂H­₆

Có:       0,1        0,2

=> Số mol tính theo C₂H₄

Theo lí thuyết: nC₂H₄ p/ư = 0,1 (mol)

Theo thực tế: nC₂H₄ p/ư = 0,1 .80% = 0,08 (mol)

=> Hỗn hợp Y gồm:

nC₂H₆ = nC₂H₄ p/ư = 0,08 (mol)

nC₂H₄ không pư = 0,1 – 0,08 = 0,02 (mol)

nH₂ dư = 0,2 – 0,08 = 0,12 (mol)

%  thể tích chính bằng phần trăm số mol

%C₂H₆ = $ \frac{0,08}{0,22} $.100% = 36,36%

%C₂H₄ = $ \frac{0,02}{0,22} $.100% = 9,1%

%H₂ = 100% - 36,36% - 9,1% = 54,54%

3.  Tác dụng với H₂ không hoàn toàn tạo ra hỗn hợp sản phẩm có tỉ khối.

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Tính khối lượng của chất tham gia. Áp dụng BTKL : m_SP  = m_{tham gia}
• Bước 3: Tính tổng số mol của sản phẩm.
• Bước 4: Áp dụng : nH₂ p.ư = Tổng số mol sản phâm – tổng số mol tham gia.
• Bước 5: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H₂ và 0,1 mol vinylaxetilen. Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1. Tính số mol H₂ phản ứng?

Ta có: mX = mH₂ + mVinylaxetilen = 0,3.2 + 0,1.52 = 5,8 (g)

Ta có: d(Y/kk) = $ \frac{M_Y}{29}$ = 1 => M_Y = 29 (g/mol)

Mặt khác ta có : mY = mX = 5,8 (g)

=> nY = 0,2 (mol)

=> nH₂ = (0,3 + 0,1) – 0,2 = 0,2 (mol)