50 bài tập về Phản ứng cộng Ankin (có đáp án 2024) va cách giải

Dạng 1: Bài tập về phản ứng cộng Ankin và cách giải – Hóa học lớp 11

A. Phương pháp giải

- Công thức tổng quát của ankin là C_nH_2n-2 $(n\ge 2)$.

- Cộng H₂

+ Khi có mặt Ni hoặc Pt làm xúc tác, ankin + H₂ tạo ra anken, sau đó tạo ankan.

Ví dụ:

$\begin{array}{l}CH\equiv CH+H_2\stackrel{Ni,t^o}{\to }C{H}_2=C{H}_2\\ C{H}_2=C{H}_2+H_2\stackrel{Ni,t^o}{\to }C{H}_3-C{H}_3\end{array}$

+ Với xúc tác Pd/PbCO₃ hoặc Pd/ BaSO₄ phản ứng dừng lại tạo anken.

$C_n{H}_{2n-2}+H_2\stackrel{Pd/PbC{O}_3}{\to }{C}_n{H}_{2n}$

- Cộng Halogen

Phương trình tổng quát:

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n-2}+X_2\to C_n{H}_{2n-2}{X}_2\\ C_n{H}_{2n-2}{X}_2+X_2\to C_n{H}_{2n-2}{X}_4\end{array}$

- Cộng HX: tuân theo qui tắc Mac-cốp-nhi-cốp.

+ Qui tắc Mac-cốp-nhi-cốp: Trong phản ứng cộng HX vào liên kết đổi, nguyên tử H (hay phần mang điện dương) chủ yếu cộng vào nguyên tử cacbon bậc thấp hơn (có nhiều H hơn), còn nguyên tử hay nhóm nguyên tử X (phần mang điện âm) cộng vào nguyên tử cacbon bậc cao hơn (có ít H hơn).

+ Ví dụ: $C{H}_3-C\equiv CH\stackrel{HCl}{\to }C{H}_3-C\left(Cl\right)=C{H}_2\stackrel{HCl}{\to }C{H}_3-C{\left(Cl\right)}_2-C{H}_3$

- Phương pháp giải:

+ Tính theo phương trình hoặc áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng.

+ Khi cộng H₂ thì khối lượng hỗn hợp khí trước và sau phản ứng không đổi:

m_trước = m_sau

+ Khi cộng H₂ thì độ giảm số mol khí là số mol H₂ phản ứng:

n_{khí giảm} = n_trước – n_sau = n_{hidro phản ứng}

+ Với bài toán ankin cộng H₂, sau đó lại cộng brom, sử dụng bảo toàn số mol liên kết pi: $n_{\pi }=n_{H_2}+n_{B{r}_2}$

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. C₂H₂

B. C₅H₈

C. C₄H₆

D. C₃H₄

Hướng dẫn giải

Gọi công thức phân tử ankin X: $C_n{H}_{2n-2}\left(n\ge 2\right)$

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n-2}+H_2\stackrel{Pb/PbC{O}_3,t^0}{\to }{C}_n{H}_{2n}\\ 0,1\leftarrow 0,1\left(mol\right)\end{array}$

Sau phản ứng thu được 2 hidrocacbon $\to$ ankin X dư

$\to n_X>0,1\to M_X<\frac{3,12}{0,1}=31,2\to$ankin X là C₂H₂

Đáp án A

Ví dụ 2:

A. axetilen.

B. metylaxetilen.

C. etylaxetilen.

D. propylaxetilen.

Hướng dẫn giải

Ta có $d_{\raisebox{1ex}{$N$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$C{H}_4$}\right.}=1\to M_N=16$ H₂ dư.

Gọi $\begin{array}{c}{n}_{C_n{H}_{2n-2}}:xmol\\ n_{H_2}:ymol\end{array}$

$\begin{array}{l}{d}_{\raisebox{1ex}{$M$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$C{H}_4$}\right.}=0,6\to M_M=9,6\\ \to \frac{(14n+2)x+2y}{x+y}=9,6\left(1\right)\end{array}$

Vì phản ứng xảy ra hoàn toàn hỗn hợp N gồm C_nH_{2n + 2}: x mol và H₂ dư (y - 2x) mol.

$\to \frac{(14n+2)x+2(y-2x)}{x+(y-2x)}=16\left(2\right)$Từ (1) và (2) y = 4x $\to$ n = 3

CH≡C-CH₃ $\to$ metylaxetilen

Đáp án B

Ví dụ 3:

A. 3

B. 2,5

C. 2

D. 5

Hướng dẫn giải

n_hhX = 0,1 + 0,2 + 0,7 = 1 (mol)

1 mol hỗn hợp X (C₂H₄; C₂H₂; H₂) $\to$ 0,8 mol hỗn hợpY (C₂H₆; H₂ dư, C₂H₂ dư, C₂H₄ dư)

n_giảm = $n_{H_{2}pu}=n_X–n_Y=1–0,8=0,2\left(mol\right)$

Khi cho Y phản ứng với dung dịch Br₂ chỉ có C₂H­₂ dư, C₂H₄ dư phản ứng

$\to n_{B{r}_{2}pu}=n_{C_2{H}_4}+2n_{C_2{H}_2}-n_{H_{2}pu}=0,1+2.0,2-0,2=0,3mol$

$\to a=\frac{0,3}{0,1}=3$ (M)

Đáp án A

C. Bài tập tự luyện

Câu 1:

A. 2,24 lít

B. 4,48 lít

C. 10,08 lít

D. 5,04 lít

Hướng dẫn giải:

Theo bài:

Bảo toàn khối lượng: m_Y = m_X = 0,3.2 + 0,1.52 = 5,8g

$n_Y=\frac{m_Y}{M_Y}=\frac{5,8}{29}=0,2mol$

$\begin{array}{l}{n}_{H_{2}pu}=(0,3+0,1)–0,2=0,2\text{ (}mol)\\ \to V_{H_2}=0,2.22,4=4,48l\end{array}$

Đáp án B

Câu 2:

A. 40%

B. 50%

C. 60%

D. 75%

Hướng dẫn giải

$n_X=\frac{2,24}{22,4}=0,1mol$

Gọi số mol của C₂H₄ và C₂H₂ lần lượt là x và y mol

$\to$ x + y = 0,1 (1)

$\begin{array}{l}{C}_2{H}_4+B{r}_2\to C_2{H}_{4}B{r}_2\\ x\to xx\left(mol\right)\\ C_2{H}_2+2B{r}_2\to C_2{H}_{2}B{r}_4\\ y\to 2yy\left(mol\right)\end{array}$

Ta có khối lượng bình tăng bằng khối lượng hỗn hợp khí X $\to$ 28x + 26y = 2,7 (2)

Từ (1) và (2) $\to$ x = y = 0,05

Phần trăm thể tích bằng phần trăm số mol khí.

$\begin{array}{l}\to \%V_{C_2{H}_4}=\frac{0,05}{0,1}.100\%=50\%\\ \%V_{C_2{H}_2}=100\%-50\%=50\%\end{array}$

Đáp án B

Câu 3:

A. 80 gam

B. 40 gam

C. 160 gam

D. 120 gam

Hướng dẫn giải

$m_{H_2}=8\left(g\right)$ $\Rightarrow n_{H_2}=4mol$

$\begin{array}{l}{C}_3{\text{H}}_4+\text{ 2}{H}_2\stackrel{Ni,t^o}{\to }{C}_3{H}_8\\ 2\leftarrow 4\left(mol\right)\\ \to m=2.40=80g\end{array}$

Đáp án A

Câu 4:

A. 1,20 gam

B. 1,04 gam

C. 1,64 gam

D. 1,32 gam

Hướng dẫn giải

Gọi m gam là khối lượng bình dung dịch brom tăng.

Bảo toàn khối lượng ta có: $m_{C_2{H}_2}+m_{H_2}=m_Y=m_Z+m$

$\to$ 0,06.26 + 0,04.2 = 0,02.0,5.32 + m

$\to$ m = 1,32 gam

Đáp án D

Câu 5:

A. 75%

B. 25%

C. 33,33%

D. 66,67%

Hướng dẫn giải

Gọi $\begin{array}{c}n{anken}_{}=amol\\ n{ankin}_{}=bmol\end{array}\to a+b=0,3\left(1\right)$

Ta có: $n_{B{r}_2}=n_{anken}+2.n_{ankin}$

$\to$ a + 2b = 0,4 (2)

Từ (1) và (2) $\to$a = 0,2 mol; b = 0,1 mol

% n _ankin = 0,1.100/0.3 = 33,33%

Đáp án C

Câu 6:

A. C₃H₄.

B. C₃H₆.

C. C₄H₈.

D. C₄H₆.

Hướng dẫn giải

Bảo toàn khối lượng: m_X = m_Y$\to \frac{n_X}{n_Y}=\frac{M_Y}{M_X}=\frac{16,75.2}{6,7.2}=\frac{5}{2}$Giả sử n_hhX = 5 mol; n_hhY = 2 mol.Ta có $n_{H_{2}pu}=n_{hhX}-n_{hhY}=5-2=3mol>n_{hhY}$

$\to$ hiđrocacbon là C_nH_{2n – 2} có số mol bằng $\frac{1}{2}{n}_{H_{2}pu}$$\to$ ban đầu có C_nH_{2n - 2} 1,5 mol và H₂ 3,5 mol.$\to$ n = 3 $\to$ C₃H₄

Đáp án A

Câu 7:

A. C₂H₄ và C₃H₄

B. C₄H₈ và C₂H₂

C. C₃H₆ và C₂H₂

D. C₃H₆ và C₃H₄

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}X\begin{array}{c}{C}_n{H}_{2n}:amol\\ C_m{H}_{2m-2}:bmol\end{array}\\ \to \begin{array}{c}a+b=0,1\\ a+2b=0,16\end{array}\iff \begin{array}{c}a=0,04\\ b=0,06\end{array}\end{array}$

0,1 mol X + O₂ $\to$0,28 mol CO₂

Bảo toàn C ta có: 0,04n + 0,06m = 0,28 $\to$ 2n + 3m = 14.

Ta thấy n = 4; m = 2 là giá trị thỏa mãn $\to$ X là C₄H₈ và C₂H₂

Đáp án B

Câu 8:

A. 6,4 gam

B. 3,2 gam

C. 2,56 gam

D. 1,28 gam

Hướng dẫn giải

$n_{B{r}_2}=0,12mol;n_{hh}=0,1mol$

Anken + Br₂ $\to$ Sp

Ankin + 2Br₂ $\to$ Sp

$\to$ n_axetilen = $n_{B{r}_2}-n_{hh}$ = 0,12 - 0,1 = 0,02 mol

$\begin{array}{l}Ca{C}_2+2H_{2}O\to C_2{H}_2+Ca{\left(OH\right)}_2\\ 0,02\leftarrow 0,02\left(mol\right)\\ m=0,02.64=1,28gam\end{array}$

Đáp án D

Câu 9:

A. 13,44 lít

B. 4,48 lít

C. 10,08 lít

D. 5,04 lít

Hướng dẫn giải

$\begin{array}{l}{n}_{\uparrow }=\frac{10,08}{22,4}=0,45\left(mol\right)\\ \to \begin{array}{c}{n}_{C_2{H}_2}=0,15mol\\ n_{H_2}=0,3mol\end{array}\end{array}$Ta có m_X = m_Y = m_{bình tăng} + m_Z$\to$ 0,15. 26 + 0,3. 2 = 3 + m_Z m_Z = 1,5 gam$\to n_Z=\frac{1,5}{\frac{5}{3}.4}=0,225mol$

$\to$ V= 5,04 lít.

Đáp án D

Câu 10:

A. C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆.

B. C₄H₆, C₅H₈, C₆H₁₀.

C. C₃H₄, C₄H₆, C₅H₈.

D. Cả A và C đều đúng

Hướng dẫn giải

Ta có: số mol khí giảm = số mol H₂ tham gia phản ứng = 1,2 mol

$\to$ tổng số mol hỗn hợp = $\frac{1,2}{2}$= 0,6

$\begin{array}{l}\to \overline{M}=\frac{28,2}{0,6}=47\\ \to 14n-2=47\to n=3,5\end{array}$

$\to$Hỗn hợp có thể là C₂H₂, C₃H₄, C₄H₆ hoặc C₃H₄, C₄H₆, C₅H₈

Đáp án D