Dạng bài: Hidrocacbon không no tác dụng với hidro

Sự cộng hyđro đặc trưng của hidrocacbon không no

Phản ứng cộng hyđro là một phản ứng đặc trưng của hidrocacbon không no. Để hiểu rõ hơn về phản ứng này, chúng ta cần tìm hiểu về cách giải các bài tập liên quan đến chủ đề này.

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

Liên kết π trong hidrocacbon không no thường là liên kết kém bền vững, dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. Khi có mặt chất xúc tác như Ni, Pt, Pd và ở nhiệt độ thích hợp, hidrocacbon không no cộng hyđro vào liên kết π.

Phương trình phản ứng cộng hyđro:

CnH2n+2-2k + kH2 → CnH2n+2

Thông tin đáng lưu ý:

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

1. Tác dụng với lượng vừa đủ hyđro

Cách giải:

- Bước 1: Đưa dữ kiện của đề bài ra dưới dạng số mol.

- Bước 2: Viết phương trình hóa học.

- Bước 3: Đặt số mol vào phương trình hóa học, tìm số mol các chất liên quan.

- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu và kết luận.

Ví dụ:

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.

Giải:

- nH2 = $\frac{3,36}{22,4}$ (mol)

- Phương trình hóa học: C2H4 + H2 → C2H6

- Số mol C2H4 = số mol H2 = 0,15

- V = VC2H4 = 0,15.22,4 = 3,36 (lit)

2. Tác dụng với H2 không hoàn toàn

Cách giải:

- Bước 1: Đưa dữ kiện của đề bài ra dưới dạng số mol.

- Bước 2: Viết phương trình hóa học.

- Bước 3: Xác định số mol phản ứng theo chất hết và nhân với hiệu suất.

- Bước 4: Tính toán theo yêu cầu và kết luận.

Ví dụ:

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

Giải:

- Số mol C2H4 phản ứng = 0,1 . 80% = 0,08 (mol)

- Số mol C2H4 không phản ứng = 0,1 - 0,08 = 0,02 (mol)

- Số mol H2 dư = 0,2 - 0,08 = 0,12 (mol)

- % thể tích từng khí trong Y: C2H6 (36,36%), C2H4 (9,1%), H2 (54,54%)

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

Cách giải:

- Bước 1: Đưa dữ kiện của đề bài ra dưới dạng số mol.

- Bước 2: Tính khối lượng chất tham gia.

- Bước 3: Tính tổng số mol của sản phẩm.

- Bước 4: Áp dụng công thức để tính số mol H2 phản ứng.

- Bước 5: Tính toán theo yêu cầu và kết luận.

Ví dụ:

Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 và 0,1 mol vinylacetylen. Nung X 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.

Giải:

- Số mol Y = 0,2 (mol)

- Số mol H2 phản ứng = 0,2 (mol)