Bài tập phản ứng oxi hóa ankin

n_CO2 = 0,7 mol; n_H2O = 0,5 mol

=> n_ankin = n_CO2 – n_H2O = 0,7 – 0,5 = 0,2 mol

Gọi CTPT của 2 ankin là C_nH_2n-2 và C_mH_2m-2

Vì tỉ lệ mol là 1 : 1 => n_C2nH2n-2 = n_C2mH2m-2 = 0,1 mol

Bảo toàn nguyên tố C:  

=> n + m = 7

Dựa vào 4 đáp án => D phù hợp vì tổng số C = 7

hh X: C₂H₂ và C₄H₄ có cùng CTĐGN là CH => đốt cháy X thu được n_CO2 = 2.n_H2O

Gọi n_CO2 = 2a mol => n_H2O = a mol

Bảo toàn khối lượng trong X: m_X = m_C + m_H = 12n_CO2 + 2.n_H2O => 12.2a + 2a = 13 => a = 0,5 mol

Bảo toàn nguyên tố O: 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O => n_O2 = (2.2.0,5 + 0,5) / 2 = 1,25 mol

n_Ca(OH)2 = 0,3 mol

Khối lượng dung dịch không thay đổi => m_CaCO3 = m_CO2 + m_H2O   

TH1: Thu được 1 muối CaCO₃ => n_CO2 = n_CaCO3 = a mol

=> 100a = 44a + 18n_H2O => n_H2O = 28a/9 > n_CO2 => loại vì đốt cháy ankin thu được n_CO2 > n_H2O

TH2: Thu được 2 muối Ca(HCO₃)₂ và CaCO₃

Gọi n_CO2 = a mol; n_H2O = b mol

=> n_ankin = n_CO2 – n_H2O => a – b = 0,1

m_CaCO3 = m_CO2 + m_H2O => m_CaCO3 = 44a + 18b => n_CaCO3 = 0,44a + 0,18b

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = 2.n_Ca(HCO3)2 + n_CaCO3 => n_Ca(HCO3)2 = (a – 0,44a – 0,18b) / 2 = 0,28a – 0,09b

Bảo toàn nguyên tố Ca: n_Ca(OH)2 = n_Ca(HCO3)2 + n_CaCO3 => 0,3 = 0,28a – 0,09b + 0,44a + 0,18b  (2)

Từ (1) và (2) => a = 103/270 và b = 38/135 mol

=> số C trung bình = n_CO2 / n_ankin = 3,81 => 2 ankin là C₃H₄ và C₄H₆

Gọi n_CO2 = a mol; n_H2O = b mol

Ta có: ${{m}_{X}}={{n}_{X}}.{{\bar{M}}_{X}}=0,2.16,5.2=6,6\,gam$

Bảo toàn khối lượng trong X: m_X = m_C + m_H => 12a + 2b = 6,6  (1)

Đốt cháy ankin: n_ankin = n_CO2 – n_H2O  => a – b = 0,2  (2)

Từ (1) và (2) => a = 0,5;  b = 0,3

Bảo toàn O: 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O => n_O2 = (2.0,5 + 0,3) / 2 = 0,65 mol

=> V_O2 = 0,65.22,4 = 14,56 lít

Gọi công thức chung của X có dạng C₃H_x

${{\bar{M}}_{X}}=21,2.2=42,4\,\,=>\,\,12.3+x=42,4\,\,=>\,\,x=6,4$

=> CTPT chung của X là C₃H_6,4

=> đốt cháy 0,1 mol X thu được: n_CO2 = 3.n_C3H6,4 = 0,3 mol;  n_H2O = 3,2.n_H = 0,32 mol

=> m_CO2 + m_H2O = 18,96 gam

Gọi n_C2H2 = x mol;  n_C2H4 = y mol;  n_H2 = z mol => x + y + z = 0,1  (1)

\(\,{\bar M_X} = \frac{{26x + 28y + 2z}}{{x + y + z}} = 2.7,25\) (2)

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = 2.n_C2H2 + 2.n_C2H4 => 2x + 2y = 0,1  (3)

Từ (1), (2), (3) => x = 0,025; y = 0,025;  z = 0,05

=> %V_C2H2 = 25%

n_CO2 = 0,05 mol; n_H2O = 0,05 mol  => n_CO2 = n_H2O

Vì hỗn hợp X có 2 hiđrocacbon có CTĐGN khác nhau => loại A

Trong X có 1 hiđrocacbon cháy tạo n_CO2 > n_H2O và 1 hiđrocacbon tạo n_CO2 < n_H2O

n_CaCO3 = 0,2 mol => n_CO2 = n_CaCO3 = 0,2 mol

m_{bình tăng} = m_CO2 + m_H2O = 10,96 gam => m_H2O = 10,96 – 0,2.44 = 2,16 gam => n_H2O = 0,12 mol

=> n_ankin = n_CO2 – n_H2O = 0,2 – 0,12 = 0,08 mol

=> số C trung bình = n_CO2 / n_ankin = 0,2 / 0,08 = 2,5 => trong X có C₂H₂. Gọi ankin còn lại là C_nH_2n-2

Hỗn hợp X gồm 2 ankin có tỷ lệ mol 1: 3

TH1: n_C2H2 = 0,02 mol => n_CnH2n-2 = 0,06 mol

=> Bảo toàn C: 0,02.2 + 0,06n = 0,2 => n = 2,67 (loại)

TH2: n_C2H2 = 0,06 mol; n_CnH2n-2 = 0,02 mol

=> Bảo toàn C: 0,06.2 + 0,02n = 0,2 => n = 4 => ankin còn lại là C₄H₆

Đốt cháy ankin và X thu được V_CO2 = V_H2O => X là ankan

=> số C trung bình = V_CO2 / V_{hỗn hợp} = 2 / 1 = 2 => cả 2 chất đều có 2C

=> X là C₂H₆

n_CO2 = 0,29 mol; n_H2O = 0,24 mol

Số C trung bình = n_CO2 / n_{hỗn hợp X} = 0,29 / 0,15 = 1,933 => trong X có ankan CH₄

Gọi CTPT trung bình của 2 ankin là C_nH_2n-2

Gọi n_CH4 = a mol; n_C2H2n-2 = b mol

=> a + b = 0,15  (1)

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = a + bn = 0,29   (2)

Bảo toàn nguyên tố H: n­_H2O = 2.n_CH4 + (n – 1).n_CnH2n-2 => 2a + (n – 1)b = 0,24  (3)

Từ (1), (2), (3) => a = 0,1; b = 0,05; n = 2,4

=> 2 ankin là C₂H₂ và C₃H₄

n_Ca(OH)2 = 0,09 mol

Vì thêm Ba(OH)₂ vào cốc thu được thêm kết tủa => CO₂ tác dụng với Ca(OH)₂ tạo 2 muối CaCO₃ và Ca(HCO₃)₂

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

x      →     x       →       x

2CO₂ + Ca(OH)₂ → Ca(HCO₃)₂

2y    →       y        →       y

=> n_Ca(OH)2 = x + y = 0,09   (1)

Ca(HCO₃)₂ + Ba(OH)₂ → CaCO₃ + BaCO₃ + 2H₂O

y         →          y          →    y      →    y

Vì m₁ + m₂ = 18,85 => 100x + 100y + 197y = 18,85  (2)

Từ (1) và (2) => x = 0,04 và y = 0,05

=> n_CO2 = x + 2y = 0,04 + 2.0,05 = 0,14 => m _CO2 = 6,16 gam

m_{dung dịch tăng} = m_CO2 + m_H2O - m_{kết tủa} = 3,78 gam

=> m_H2O = 3,78 + 100.0,04 – 6,16 = 1,62 gam => n_H2O = 0,09 mol

=> n_ankin = n_H2O – n_CO2 = 0,14 – 0,09 = 0,05 mol

Theo đầu bài: n_X = 1,5 n_Y => n_X = 0,03 mol; n_Y = 0,02 mol

 Gọi CTPT của X là C_nH_2n-2 (0,03 mol) và Y là C_mH_2m-2 (0,02 mol)

Bảo toàn nguyên tố C: n_CO2 = 0,03n + 0,02m = 0,14

=> 3n + 2m = 14

=> 2 ankin X và Y lần lượt là C₂H₂ và C₄H₆

Ở 210^oC, nước ở thể hơi => coi như là 1 khí gây áp suất trong bình

Vì lượng không khí dùng vừa đủ => hỗn hợp sau phản ứng gồm CO₂, H₂O và N₂

Gọi n_CO2 = a mol; n_H2O = b mol

=> n_ankin = n_CO2 – n_H2O => n_ankin = a – b

Bảo toàn O: 2.n_O2 = 2.n_CO2 + n_H2O => n_O2 = a + 0,5b

Trong không khí:  n_N2 = 4.n_O2 = 4a + 2b

=> n_{hh trước pứ} = n_ankin + n_O2 + n_N2 = a – b + a + 0,5b + 4a + 2b = 6a + 1,5b

n_{hh sau phản ứng} = n_CO2 + n_H2O + n_N2 = a + b + 4a + 2b = 5a + 3b

Từ công thức $pV = n.R.T{\rm{ }} =  > \frac{{{p_t}}}{{{p_s}}} = \frac{{{n_t}}}{{{n_s}}}\,\, =  > \,\,\frac{{0,81}}{{0,836}} = \frac{{6a + 1,5b}}{{5a + 3b}}\,\, =  > \,a = 1,21b$

=> n_ankin = a – b = 1,21b – b = 0,21b mol

=> số C trung bình = n_CO2 / n_ankin = 1,21 / 0,21 = 5,76

=> 2 ankin X và Y là C₅H₈ và C₆H₁₀

Khi đốt các hidrocacbon thì :

Ankan có : n_CO2 < n_H2O ;     anken : n_CO2 = n_H2O ;   ankin và ankadien : n_CO2 > n_H2O

Nên X không thể là ankan và anken được vì khi đó đốt X sẽ thu được n_CO2 > n_H2O