Trang chủ > Lớp 11 > Chuyên đề Hóa 11 > Phản ứng tách của ankan - Chuyên đề Hóa 11

Phản ứng tách của ankan - Chuyên đề Hóa 11

Phản ứng tách của ankan

I. Phương pháp giải

1/ Dưới tác dụng của nhiệt độ, chất xúc tác, ankan có thể phản ứng theo nhiều hướng:

- Phản ứng crackinh: ANKAN to→ ANKAN KHÁC + ANKEN (làm mất màu dung dịch brom)

- Phản ứng đề hydro hóa: ANKAN to→ ANKEN + H2

Ví dụ:

C3H8 to→ CH4 + C2H4 (CH2=CH2)

C3H8 to→ C3H6 (CH2=CH–CH3) + H2

Đặc biệt, trong điều kiện thích hợp phản ứng còn có thể:

- Tạo ra ankin:

Ví dụ: 2CH4 → CH≡ CH + 3H2 (1500oC)

- Tạo ra cabon và hydro:

Ví dụ: CH4 to→ C (rắn) + 2H2

2/ Phản ứng không làm thay đổi khối lượng hỗn hợp:

Ta có: mtrước phản ứng = msau phản ứng

Mđ/Ms = ns/nđ

Hàm lượng C và H trước và sau phản ứng là như nhau. Do đó, đốt cháy hỗn hợp sau phản ứng được quy về đốt cháy hỗn hợp trước phản ứng.

3/ Phản ứng luôn làm tăng số mol khí:

nsau > ntrước

Psau > Pđầu

Ví dụ: C3H8 to→ CH4 + C2H4

=> nsau = 2. nđầu

4/ Số mol anken sinh ra:

nanken = ns – nđ;

Hiệu suất phản ứng: H = (ns - nđ)/nđ. 100%

II. Ví dụ

Bài 1: Crackinh 0,1 mol pentan được hỗn hợp X có tỷ khối so với hidro là 24. Đốt cháy hoàn toàn X, sản phẩm được dẫn vào dung dịch Ca (OH)2 dư.

a. Khối lượng dung dịch cuối cùng thu được tăng hay giảm bao nhiêu gam?

b. Tính hiệu suất cracking pentan.

Bài giải:

a. Vì hàm lượng C, H trước và sau phản ứng không thay đổi nên đốt cháy X chính là đốt cháy pentan.

Ta có phương trình phản ứng như sau:

C5H12 + 11/2O2 → 5CO2 + 6H2O

Khối lượng kết tủa thu được: mCaCO3 = 100.0,5 = 50 gam

Tổng khối lượng nước và CO2 thu được là: mH2O + mCO2 = 0,5.44 + 0,6.18 = 32,8 gam

Vậy dung dịch sau phản ứng giảm: m = mCaCO3 - mH2O + mCO2 = 50 – 32,8 = 17,2 gam

b. Ta có: Ms = M ̅X = 24.2 = 48; Mđ = Mpentan = 12.5 + 12 = 72

Hiệu suất phản ứng:

H = (ns - nđ)/nđ. 100% = (Ms - Mđ)/Mđ. 100% = (72-48)/48.100% = 50%

Bài 2: Crackinh butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm CH4, C2H6, H2, C2H4, C3H6, C4H8 và C4H10 dư. Dẫn A lội qua bình nước brom dư thấy có 20 mol khí đi ra khỏi bình (biết rằng chỉ có C2H4, C3H6, C4H8 phản ứng với Br2 và đều theo tỉ lệ số mol 1: 1). Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được a mol CO2.

a. Tính hiệu suất phản ứng tạo hỗn hợp A.

b. Tính giá trị của a.

Bài giải:

Ta có phương trình phản ứng như sau:

C4H10 to→ CH4 + C3H6

C4H10 to→ C2H6 + C2H4

C4H10 to→ H2 + C4H8

Số mol anken thu được: nanken = 35 - 20 = 15mol

Số mol butan ban đầu là: nđ = nbutan = ns - nanken = 35 – 15 = 20 mol

Hiệu suất cracking butan là H = (ns - nđ)/nđ. 100% = (35 - 20)/20.100% = 75%

b. Đốt cháy hỗn hợp A là đốt chay butan, phương trình phản ứng như sau:

C4H10 + 11/2O2 → 4CO2 + 5H2O

Vậy số mol CO2 thu được khi đốt cháy hỗn hợp A là 80 mol