Bài tập phản ứng cộng của anken

 C₂H₄  +  H₂  →  C₂H₆

Ban đầu             1            1

Phản ứng           x            x              x

Cân bằng        1-x        1-x             x

Hỗn hợp Y: C₂H₄ dư, H₂ dư, C₂H₆

=> hỗn hợp Z: C₂H₆, H₂ dư

\(\begin{gathered}{d_{Z/H{ _2}}} = 11,5 \to {M_Z} = 23 \hfill \\\frac{{30x + 2(1 - x)}}{{1 - x + x}} = 23 \to x = 0,75 \hfill \\ H = \frac{{0,75}}{1}.100\%  = 75\%  \hfill \\ \end{gathered} \)

\(\begin{gathered}{d_{X/{H_2}}} = 4,25 \to {M_X} = 8,5 \hfill \\ \frac{{{M_{{C_2}{H_4}}}}}{{{M_{{H_2}}}}} = \frac{{28 - 8,5}}{{8,5 - 2}} = \frac{1}{3} \hfill \\ \end{gathered} \)

Gọi số mol C₂H₄ là 1 mol, số mol H₂ là 3 mol

Hiệu suất tính theo C₂H₄

C₂H₄  +  H₂  →  C₂H₆

Ban đầu (mol)              1           3

Phản ứng (mol)         0,75     0,75      0,75

Cân bằng (mol)         0,25     2,25      0,75

\({d_{Y/{H_2}}} = \frac{{{M_Y}}}{2} = \frac{{0,75.30 + 2,25.2 + 0,25.28}}{{2.(0,75 + 2,25 + 0,25)}} = 5,23\)

C_nH_2n  +  H₂  →  C_nH_2n+2

Ta có: \(\frac{1}{1} < \frac{{1,6}}{1}\)

=> hiệu suất phản ứng tính theo anken.

\(\begin{gathered}{n_{B{r_2}(pu)}} = {n_{anken(pu)}} = 0,2(mol) \hfill \\H = \frac{{{n_{anken(pu)}}}}{{{n_{anken(bd)}}}}.100\%  = \frac{{1 - 0,2}}{1}.100\%  = 80\%  \hfill \\ \end{gathered} \)

 C₂H₄  +  H₂  →  C₂H₆

Ban đầu             1            1

Phản ứng           x            x              x

Cân bằng        1-x        1-x             x

Hỗn hợp Y: C₂H₄ dư, H₂ dư, C₂H₆

=> hỗn hợp Z: C₂H₆, H₂ dư

\(\begin{gathered}{d_{Z/H{  _2}}} = 11,5 \to {M_Z} = 23 \hfill \\\frac{{30x + 2(1 - x)}}{{1 - x + x}} = 23 \to x = 0,75 \hfill \\H = \frac{{0,75}}{1}.100\%  = 75\%  \hfill \\ \end{gathered} \)

Bước 1: Tính n_{hh khí Y}

BTKL: m_X = m_Y ⟹ n_X.M_X = n_Y.M_Y ⟹ n_Y = 18.1/20 = 0,9 mol.

Bước 2: Tính n_{khí H2}

Ta có: C₂H₄ + H₂ → C₂H₆

C₃H₆ + H₂ → C₃H₈

⟹ n_{H2 pư} = n_{khí giảm} = n_X - n_Y = 1 - 0,9 = 0,1 mol.

Các đồng phân của anken C₄H₈ :

CH₂=CH–CH­­­₂–CH₃

CH₃–CH=CH–CH₃

CH₂=C(CH₃)₂

HCl là tác nhân bất đối xứng, để phản ứng tạo ra 1 sản phẩm thì anken phải đối xứng 

=> Chỉ có CH₃–CH=CH–CH₃ thỏa mãn, tuy nhiên CH₃–CH=CH–CH₃ có đồng phân hình học nên có 2 đồng phân

Xiclobutan cộng H₂ mở vòng tạo butan

2-metylpropen cộng H₂ tạo thành 2-metylpropan

but-1-en cộng H₂ tạo thành butan

cis-but-2-en cộng H₂ tạo thành butan

2-metylbut-2-en cộng H₂ tạp thành 2-metylbutan

=> Dãy các chất cộng H₂ cho cùng 1 sản phẩm là: xiclobutan, but-1-en, cis-but-2-en

C₄H₈ có các đồng phân cấu tạo:

CH₂=CH-CH₂-CH₃ tạo 2 sản phẩm cộng

CH₃-CH=CH-CH₃ tạo 1 sản phẩm cộng nhưng bị trùng 1 sản phẩm với but-1-en 

CH₂=C(CH₃)₂ tạo 2 sản phẩm cộng

=> tối đa 4 sp cộng

Khi anken tác dụng vs nước thì sp tạo thành sẽ tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp

=> nhóm OH thế vào C bậc cao hơn, H sẽ thế vào C bậc thấp hơn.

Viết CTCT của sp, xác định được mạch chính chứa nhóm OH có 5C, mà nhóm OH đã thế vào C ở vị trí thứ 3 nên H sẽ thế vào C ở vị trí thứ 2. Vậy lk đôi ở vị trí thứ 2 => chất ban đầu là 3-etylpent-2-en.

Hexan không tan trong nước và không phản ứng với dung dịch brom

Hex-1-en không tan trong nước và phản ứng được với dung dịch brom => làm mất màu dung dịch

Khối lượng bình brom tăng = khối lượng etilen phản ứng

=> m _etilen = 2,8 gam => n_etilen = 2.8/28 = 0,1 mol

=> n_etan = 0,15 – 0,1 = 0,05

n_Br2 = 0,05 mol => n_anken = n_Br2 = 0,05 mol

=> M_anken = 2,8 / 0,05 = 56

=> anken có CTPT là C₄H₈

Vì hiđrat hóa A chỉ thu được 1 ancol duy nhất => A là CH₃-CH=CH-CH₃ (but-2-en)

Theo bài ra, tổng số mol 2 anken là 0,15, tổng khối lượng là 7,7

Đặt phân tử khối trung bình của anken là X, dễ dàng có X = 7,7 : 0,15 = 51,33

=> C₃H₆ và C₄H₈

Đặt số mol 2 chất lần lượt là a và b, ta có:

a + b = 0,15 và 42a + 56b = 7,7

=> a = 0,05 và b = 0,1

$=  > {\rm{ }}\% {V_{{C_3}{H_6}}} = \frac{{0,05}}{{0,05 + 0,1}}.100\%  = 33,33\% ;\,\,\% {V_{{C_4}{H_8}}} = 66,67\% $

Do dẫn qua Brom dư nên => anken bị giữ lại, thể tích còn lại 1/2

=> V_anken = V_ankan => n_A = n_B  và %V_ankan = %V_anken = 50%

Khối lượng Y bằng 15/29 khối lượng X => 29.m_Y = 15.m_X

=> 29.n_A.M_A = 15.(n_A.M_A + n_B.M_B)

=> 14.M_A = 15.M_B

=> M_A = 30 (C₂H₆)

M_B = 28 (C₂H₄)

%m_Br $=\frac{80.2}{{{M}_{Y}}}$.100% = 74,08% $=>\text{ }{{M}_{Y}}=216\text{ }=>\text{ }{{M}_{X}}={{M}_{Y}}-80.2=56$

=> X là C₄H₈

Lại có X + HBr thu được 2 sản phẩm

=> C-C-C=C

+) n_anken  = n_Br2 = 0,25 mol

+) n_CO2 = $\bar{n}$ . n_anken = 0,25.$\bar{n}$ = 0,6 => $\bar{n}$ = 2,4

=> 2 anken là C₂H₄ (x mol) và C₃H₆ (y mol)

Ta có: x + y = 0,25 và 2x + 3y = 2,4.0,25

=>  x = 0,15 => %V_C2H4 = 60%

Theo bài ra ta có  n_{hỗn hợp} = 0,075 mol => n_ankan = 0,05 mol  =>  n_anken = 0,025 mol 

n_CaCO3 = 0,125 = n_CO2 => \(\overline n \)= 0,125 / 0,075 = 1,67 => Ankan là CH₄

\( =  > \,\,n = \frac{{0,125 - 0,05.1}}{{0,025}} = 3\) => anken là C₃H₆

- n_anken = n_Br2 = 0,1 mol 

- Vì số mol anken bằng số mol ankan => n_{hỗn hợp}  =  0,2 mol

- Đốt cháy hỗn hợp thu được 0,6 mol CO₂

=>  số C = \(\frac{{0,6}}{{0,2}}\) = 3   

=> X và Y là C₃H₆ và C₃H₈

- Y phản ứng với dd Br₂ => anken dư 

- n_{anken dư} = n_Br2 = 0,2 mol

=> n_{anken phản ứng} = 1 – 0,2 = 0,8 mol

- n_anken = 1 mol < n_H2 = 1,6 mol => hiệu suất phản ứng tính theo anken

=>  H = 0,8 / 1 .100% = 80%