Phương pháp giải bài tập về Ankan – giải bài tập ankan

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN Ι. Phản ứng thế Cl2, Br2 (phản ứng clo hóa, brom hóa) Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến phản ứng thế clo, brom là tìm công thức cấu trúc của ankan. Phương pháp giải Tính khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối

Bạn đang xem: giải bài tập ankan

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN 
Ι. Phản ứng thế Cl2, Br2 (phản ứng clo hóa, brom hóa)
Dạng bài tập thường gặp nhất liên quan đến phản ứng thế clo, brom là tìm công thức cấu trúc của ankan.
Phương pháp giải
 Tính khối lượng mol của sản phẩm hoặc khối lượng mol trung bình của hỗn hợp sản phẩm để tìm số nguyên tử cacbon của ankan hoặc mối liên hệ giữa số nguyên tử cacbon và số nguyên tử clo, brom trong sản phẩm thế. Từ đó xác nhận được số nguyên tử cacbon, clo, brom để suy ra công thức phân tử của ankan và sản phẩm thế. Dựa vào số lượng sản phẩm thế để suy ra cấu trúc của ankan và các sản phẩm thế.
PS : Nếu đề bài không cho biết sản phẩm thế là monohalogen, đihalogen, thì ta viết phản ứng ở dạng tổng quát :
hoặc	
► Các ví dụ minh họa ◄
Ví dụ 1: Ankan У phản ứng với clo tạo ra 2 dẫn xuất monoclo có tỉ khối hơi so với H2 bằng 39,25. Tên của У là :
𝓐. butan.	Ɓ. propan.	₵. iso-butan.	𝓓. 2-metylbutan.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Vì khối lượng mol của dẫn xuất monoclo tạo ra từ У đã biết, nên đơn giản tìm được số nguyên tử ₵ của У và tên gọi của nó.
Ví dụ 2: Khi brom hóa một ankan Ҳ chỉ thu được một dẫn xuất monobrom duy nhất có tỉ khối hơi so với hiđro là 75,5. Tên của ankan này là:
𝓐. 2,2,3,3-tetrametylbutan.	Ɓ. 3,3-đimetylhecxan.
₵. 2,2-đimetylpropan.	𝓓. isopentan.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Hà Giang, năm 2015)
Hướng dẫn giải
+ Dựa vào số lượng sản phẩm dẫn xuất monobrom và khối lượng mol của nó, đơn giản tìm được số nguyên tử ₵ và công thức cấu trúc cũng như tên gọi của Ҳ.
Ví dụ 3: Khi cho ankan Ҳ (trong phân tử có phần trăm khối lượng hiđro bằng 16,28%) tác dụng với clo theo tỉ lệ số mol 1 : 1 (trong điều kiện chiếu sáng), chỉ thu được 2 dẫn xuất monoclo đồng phân của nhau. Tên của Ҳ là
𝓐. butan.	Ɓ. 2,3-đimetylbutan.	₵. 3-metylpentan.	𝓓. 2-metylpropan.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Thị Xã Quảng Trị, năm 2015)
Hướng dẫn giải
+ Dựa vào phần trăm khối lượng của hiđro trong Ҳ, sẽ tìm được công thức phân tử của nó. Kết phù hợp với giả thiết về số lượng sản phẩm monoclo tạo thành từ Ҳ sẽ suy ra được công thức cấu trúc và tên của Ҳ.
Ví dụ 4: Khi clo hóa metan thu được một sản phẩm thế Ҳ chứa 89,12% clo về khối lượng. Công thức của sản phẩm là :
𝓐. CH3Cl.	Ɓ. CH2Cl2.	₵. CHCl3.	𝓓. CCl4.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Trong phản ứng thế clo vào metan, mỗi nguyên tử Н được thay thế bởi một nguyên tử Cl. Do đó, có thể xây dựng công thức sản phẩm thế Ҳ ở dạng tổng quát. Mặt khác, phần trăm khối lượng Cl trong Ҳ đã biết nên đơn giản tìm được số nguyên tử Н bị thay thế và công thức của Ҳ.
Ví dụ 5: Khi tiến hành phản ứng thế giữa ankan Ҳ với hơi brom có chiếu sáng người ta thu được hỗn hợp У chỉ chứa hai chất sản phẩm. Tỉ khối hơi của У so với không khí bằng 4. Tên của Ҳ là :
𝓐. 2,2-đimetylpropan.	Ɓ. 2-metylbutan.
	
₵. pentan.	𝓓. etan.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Ankan Ҳ tác dụng với hơi brom tạo ra hỗn hợp У gồm hai chất sản phẩm. Suy ra trong У chỉ có một dẫn xuất brom duy nhất, chất sót lại là HBr. 
+ Dựa vào phản ứng và tỉ khối của У so với không khí sẽ thiết lập được phương trình toán học với hai ẩn số là số nguyên tử ₵ và số nguyên tử Br trong dẫn xuất. Biện luận để tìm и và Ҳ, từ đó suy ra tên gọi của Ҳ.
Ví dụ 6: Cho 8,0 gam một ankan Ҳ phản ứng hết với clo chiếu sáng, thu được 2 chất hữu cơ У và Ż Sản phẩm của phản ứng cho đi qua dung dịch AgNO3 dư, thu được 86,1 gam kết tủa. Tỉ lệ mol У : Ż là :
𝓐. 1 : 4.	Ɓ. 4 : 1.	₵. 2 : 3.	𝓓. 3 : 2.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào tỉ khối hơi so với hiđro của hai sản phẩm thế У, Ż, đơn giản tìm được công thức của У, Ż và Ҳ. Hiểu rằng số mol của Ҳ, số mol AgCl kết tủa sẽ tìm được tỉ lệ mol của У, Ż.
+ Phương trình phản ứng :
Theo các phản ứng và giả thiết, ta có :
Ví dụ 7: Cho ankan Ҳ tác dụng với clo (as), thu được 26,5 gam hỗn hợp các dẫn xuất clo (monoclo và điclo). Khí HCl cất cánh ra được hấp thụ hoàn toàn bằng nước, sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH, thấy tốn hết 500 ml dung dịch NaOH 1M. Xác nhận công thức của Ҳ?
𝓐. C2H6	.	Ɓ. C4H10.	₵. C3H8	.	𝓓. CH4.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm 2012)
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Để tìm Ҳ ta cần tìm số nguyên tử ₵ của nó.
+ Với cách tư duy thông thường : Đặt công thức của hai dẫn xuất monoclo và điclo lần lượt là CnH2n+1Cl (Ҳ mol) và CnH2nCl2 (y mol). Sau đó thiết lập được hai phương trình toán học liên quan đến khối lượng của hai dẫn xuất và số mol NaOH phản ứng. 
+ Một hệ toán học gồm 2 phương trình và ba ẩn số (Ҳ, y, и) thì không thể tìm được kết quả.
+ Như vậy việc nỗ lực tìm chuẩn xác giá trị и là không thể, nên ta tư duy theo hướng tìm khoảng hạn chế của и.
II. Phản ứng tách (phản ứng crackinh, tách hiđro)
Phương pháp giải
 Khi làm các bài tập liên quan đến phản ứng crackinh, phản ứng tách hiđro thì cần Note những điều sau :
 + Trong phản ứng khối lượng được bảo toàn, từ đó suy ra : 
 + Khi crackinh ankan C3H8, C4H10 (có thể kèm theo phản ứng tách hiđro tạo ra anken) thì :
Số mol hỗn hợp sản phẩm luôn gấp 2 lần số molankan phản ứng. Vì vậy ta suy ra, nếu có Ҳ mol ankan tham gia phản ứng thì sau phản ứng số mol khí tăng trưởng Ҳ mol.
 + So với các ankan có từ 5C trở lên do các ankan sinh ra lại có thể tiếp tục tham gia phản ứng crackinh nên số mol hỗn hợp sản phẩm luôn 2 lần số mol ankan phản ứng.
+ So với phản ứng crackinh ankan, dù phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn, ta luôn có : 
 + So với phản ứng tách hiđro từ ankan thì : Số mol H2 tạo thành = Số mol khí tăng trưởng sau phản ứng = Số mol hỗn hợp sau phản ứng – số mol ankan ban đầu.

► Các ví dụ minh họa ◄
1. Tính lượng chất trong phản ứng
Ví dụ 1: Tiến hành crackinh 10 lít khí butan, sau phản ứng thu được 18 lít hỗn hợp khí Ҳ gồm etan, metan, eten, propilen, butan (các khí đo cùng điều kiện). Năng suất của quá trình crackinh là
𝓐. 60%.	Ɓ. 70%.	₵. 80%. 	𝓓. 90%.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Hương Khê – Hà Tĩnh, năm 2015)
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Phản ứng crackinh butan :
+ Từ phản ứng ta thấy : 
+ Khi crackinh propan ta có kết quả tương tự.
+ Ứng dụng vào ví dụ này ta có :
Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả (*) để khắc phục các ví dụ : 2 – 8.
Ví dụ 2: Thực hiện crackinh 𝒱 lít khí butan, thu được 1,75V lít hỗn hợp khí gồm 5 hiđrocacbon. Năng suất phản ứng crackinh butan là (biết các khí đo cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất): 
	𝓐. 80%.	Ɓ. 25%.	₵. 75%.	𝓓. 50%.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Nguyễn Trãi – Hải Dương, năm 2014)
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 3: Một bình kín chứa 3,584 lít một ankan (ở 0oC và 1,25atm). Đun nóng để xảy ra phản ứng cracking, rồi mang nhiệt độ bình về 136,5oC thì áp suất đo được là 3atm. Năng suất của phản ứng cracking là :
	𝓐. 60%.	Ɓ. 20%.	₵. 40%.	𝓓. 80%. 
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Chuyên Hà Nội Amsterdam, năm 2014)
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 4: Crackinh C4H10 (𝓐) thu được hỗn hợp sản phẩm Ɓ gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 32,65 gam/mol. Năng suất phản ứng crackinh là :
𝓐. 77,64%.	Ɓ. 38,82%.	₵. 17,76%. 	𝓓. 16,325%.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia – THPT Thuận Thành 1 – Bắc Ninh lần 2, năm 2015)
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 5: Cracking 8,8 gam propan thu được hỗn hợp 𝓐 gồm H2, CH4, C2H4, C3H6 và một phần propan chưa bị crackinh. Biết năng suất phản ứng là 90%. Khối lượng phân tử trung bình của 𝓐 là :
𝓐. 39,6.	Ɓ. 23,16.	₵. 2,315.	𝓓. 3,96.
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 6: Crackinh n-butan thu được 35 mol hỗn hợp 𝓐 gồm H2, CH4, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8 và một phần butan chưa bị crackinh. Giả sử chỉ có các phản ứng tạo ra các sản phẩm trên. Cho 𝓐 qua bình nước brom dư thấy sót lại 20 mol khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 𝓐 thì thu được Ҳ mol CO2.
α. Năng suất phản ứng tạo hỗn hợp 𝓐 là :
	𝓐. 57,14%.	Ɓ. 75,00%.	₵. 42,86%.	𝓓. 25,00%.
ɓ. Giá trị của Ҳ là :
	𝓐. 140.	Ɓ. 70.	₵. 80.	𝓓. 40.
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 7: Crackinh hoàи toàи 6,6 gam propan, thu đượ¢ hỗи hợρ Ҳ gồɱ hai hiđrocacbon. Dẫи toàи bộ Ҳ qua bình đựng 400 ml dung dịch brom α mol/ɭ, thấy khí thoát ra khỏι bình có tỉ khốι so metan là 1,1875. Giá trị α là :
 𝓐. 0,5M.	 Ɓ. 0,25M.	 ₵. 0,175M.	 𝓓. 0,1M.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Bản chất của phản ứng :
+ Như vậy để tính α ta cần tính số mol C2H4 tham gia phản ứng.
+ Biết số mol C3H8 ban đầu và năng suất phản ứng là 100% nên đơn giản tìm được số mol C2H4 và số mol CH4 sinh ra ở (1).
+ Hỗn hợp khí thoát ra khỏi bình Br2 có CH4 và C2H4 dư. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp này đã biết nên sẽ tính được mol C2H4 dư. Từ đó sẽ tính được số mol C2H4 phản ứng với Br2 và tính được ạ.

Ví dụ 8: Crackinh 4,4 gam propan đượ¢ hỗи hợρ Ҳ (gồɱ 3 hiđrocacbon). Dẫи Ҳ qua nướ¢ brom dư thấy khí thoát ra (У) có tỉ khốι so vớι H2 là 10,8. Hiệu suất crackinh là :
 𝓐. 90%.	 Ɓ. 80%.	₵. 75%.	 𝓓. 60%.

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Hỗn hợp Ҳ gồm C3H8 dư, CH4 và C2H4; hỗn hợp У gồm C3H8 dư và CH4. 
+ Dễ thấy , từ đó suy ra . Mặt khác, lại biết khối lượng mol trung bình của У nên sẽ tìm được số mol các chất trong У và suy ra năng suất của phản ứng.
Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả để khắc phục ví dụ 9.

Ví dụ 9*: Khi crackinh nhiệt so với 1 mol octan, thu được hỗn hợp Ҳ gồm CH4 15%; C2H4 50%; C3H6 25% sót lại là C2H6, C3H8, C4H10 (theo thể tích). Thể tích dung dịch Br2 1M cần phản ứng vừa hỗn hợp Ҳ là 
𝓐. 4 mol.	Ɓ. 1 mol.	₵. 2 mol.	𝓓. 3 mol.
(Đề thi thử THPT Quốc Gia – THPT Chuyên Biên Hòa – Hà Nam lần 3, năm 2015)
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 10*: Crackinh hoàn toàn một thể tích ankan Ҳ thu được 5 thể tích hỗn hợp У. Lấy 5,6 lít У (đktc) làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa α mol Br2. Giá trị của α là:
𝓐. 0,2.	Ɓ. 0,15.	₵. 0,25.	𝓓. 0,1.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên KHTN Huế, năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Bản chất phản ứng :
+ Suy ra : 
+ Ứng dụng vào ví dụ này ta có :
Ta sẽ tiếp tục sử dụng kết quả cho ví dụ 11.
Ví dụ 11*: Cho etan qua xúc tác (ở nhiệt độ cao) thu được một hỗn hợp Ҳ gồm etan, etilen, axetilen và H2. Tỉ khối của hỗn hợp Ҳ so với etan là 0,4. Hãy cho biết nếu cho 0,4mol hỗn hợp Ҳ qua dung dịch Br2 dư thì số mol Br2 đã phản ứng là bao nhiêu ?
𝓐. 0,24 mol.	Ɓ. 0,16 mol.	₵. 0,40 mol.	𝓓. 0,32 mol.
Phân tích và hướng dẫn giải
Tiếp theo ta sẽ phân tích một số bài tập về phản ứng crackinh hay và khó !
Ví dụ 12*: Cho một ankan Ҳ có công thức C7H16, crackinh hoàn toàn Ҳ thu được hỗn hợp khí У chỉ gồm ankan và anken. Tỉ khối hơi của У so với H2 có giá trị trong khoảng nào sau đây?
𝓐. 12,5 đến 25,0.	Ɓ. 10,0 đến 12,5.	
₵. 10,0 đến 25,0.	𝓓. 25,0 đến 50,0.
 
(Đề thi chọn học viên giỏi tỉnh Thái Bình, năm 2015)
Phân tích và hướng dẫn giải
PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi :
Ví dụ 13*: Tiến hành nhiệt phân hỗn hợp gồm pentan và octan (có tỉ lệ mol là 1 : 1) thu được hỗn hợp У (Giả sử chỉ xảy ra phản ứng crackinh ankan với năng suất 100%). Khối lượng mol của hỗn hợp У (MY) là:
𝓐. 	Ɓ. 	
₵. 	𝓓. 
Phân tích và hướng dẫn giải
PS : Các trường hợp (*) và (**) xảy ra khi :
Ví dụ 14*: Thực hiện phản ứng crackinh ɱ gam isobutan, thu được hỗn hợp Ҳ chỉ có các hiđrocacbon. Dẫn hỗn hợp Ҳ qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và có 4,704 lít hỗn hợp khí У (đktc) thoát ra. Tỉ khối hơi của У so với H2 là . Giá trị của ɱ là
𝓐. 8,12.	Ɓ. 10,44.	₵. 8,70.	𝓓. 9,28.
(Đề thi thử chọn HSG tỉnh Thái Bình, năm 2013)
Phân tích và hướng dẫn giải
Ví dụ 15*: Thực hiện phản ứng crackinh ɱ gam n-butan, thu được hỗn hợp Ҳ chỉ có các hiđrocacbon. Dẫn hỗn hợp Ҳ qua dung dịch chứa 6,4 gam brom, thấy brom phản ứng hết và có 4,704 lít hỗn hợp khí У (đktc) thoát ra. Tỉ khối hơi của У so với H2 là . Giá trị của ɱ là
𝓐. 8,12.	Ɓ. 10,44.	₵. 8,620.	𝓓. 9,28.
Phân tích và hướng dẫn giải
2. Tìm công thức của ankan
+ Để tìm công thức của ankan ta có các hướng tư duy sau : Tìm chuẩn xác số nguyên tử ₵ hoặc tìm khoảng hạn chế số nguyên tử ₵ của nó. Dưới đây là các ví dụ minh họa.
Ví dụ 16: Crackinh 1 ankan 𝓐 thu được hỗn hợp sản phẩm Ɓ gồm 5 hiđrocacbon có khối lượng mol trung bình là 36,25 gam/mol, năng suất phản ứng là 60%. Công thức phân tử của 𝓐 là (biết rằng số mol khí sinh ra khi crackinh ankan gấp đôi số mol của nó):
𝓐. C4H10.	Ɓ. C5H12.	₵. C3H8. 	𝓓. C2H6.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Nếu biết khối lượng mol của 𝓐 ta sẽ tìm được công thức của nó. 
+ Dựa vào tính chất và năng suất của phản ứng, ta tìm được mối liên hệ giữa số mol khí trước và sau phản ứng.
+ Mặt khác, khối lượng mol của Ɓ đã biết nên dựa vào sự bảo toàn khối lượng ta tìm được khối lượng mol của 𝓐.

Ví dụ 17: Hỗn hợp Ҳ gồm ankan 𝓐 và H2, có tỉ khối hơi của Ҳ so với H2 là 29. Nung nóng Ҳ để crackinh hoàn toàn 𝓐, thu được hỗn hợp У có tỉ khối hơi so với H2 là 145/9. Xác nhận công thức phân tử của 𝓐 (biết rằng số mol khí sinh ra khi crackinh ankan gấp đôi số mol của nó).
𝓐. C3H8.	Ɓ. C6H14.	₵. C4H10.	𝓓. C5H12.

(Đề thi thử Đại học lần 3 – THPT Chuyên Vĩnh Phúc, năm 2014)

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào khối lượng mol của Ҳ, У và sự bảo toàn khối lượng, ta tìm được tỉ lệ mol của chúng. Suy ra số mol khí tăng, từ đó tìm được số mol 𝓐, H2 trong hỗn hợp ban đầu. Đến đây thì việc tìm khối lượng mol của ankan là hết sức đơn giản.

Ví dụ 18*: Khi đun nóng một ankan 𝓐 để tách một phân tử hiđro, thu được hỗn hợp Ҳ có tỉ khối so với hiđro bằng 12,57. Công thức phân tử của ankan 𝓐 là:
𝓐. Chỉ C2H6.	Ɓ. Chỉ C4H10.	
₵. C2H6 hoặc C3H8.	𝓓. C3H8 hoặc C4H10.

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Chuyên Quốc Học Huế, năm 2013)

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Giả thiết không cho biết phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không. Vì vậy hỗn hợp Ҳ chắc nịch có H2 và anken, ngoài ra có thể còn ankan dư. 
+ Nếu chọn số mol của ankan ban đầu là 1 mol và và số mol của ankan phản ứng là Ҳ mol, ta sẽ có số mol của các chất trong hỗn hợp Ҳ (tất nhiên là theo ẩn Ҳ).
+ Dựa vào khối lượng mol trung bình của Ҳ, ta có phương trình 2 ẩn số (số nguyên tử ₵ và số mol của 𝓐). Do đó, không thể tìm được chuẩn xác số nguyên tử ₵ của 𝓐. Nhưng ta có thể đi theo hướng khác, này là tìm khoảng hạn chế số nguyên tử ₵ của 𝓐.

III. Phản ứng oxi hóa ankan 

Phương pháp giải
 Khi làm bài tập liên quan đến phản ứng đốt cháy ankan cần lưu ý những điều sau :
1. Đốt cháy một ankan hay hỗn hợp các ankan thì 
2. Khi gặp bài tập liên quan đến hỗn hợp các ankan thì nên sử dụng phương pháp trung bình: Thay hỗn hợp các ankan bằng một ankan dựa vào giả thiết để tính toán số ₵ trung bình (tính giá trị) rồi căn cứ vào tính chất của giá trị trung bình để suy ra kết quả cần tìm. Giả sử có hỗn hợp hai ankan có số cacbon tương ứng là и và ɱ (и < ɱ), số cacbon trung bình là thì ta luôn có nvàlt;<ɱ. 

► Các ví dụ minh họa ◄
1. Tính lượng chất trong phản ứng
Ví dụ 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu được 16,8 lít khí CO2 (đktc) và α gam H2O. Giá trị của α là :
𝓐. 6,3.	Ɓ. 13,5.	₵. 18,0.	𝓓. 19,8.

Phân tích và hướng dẫn giải
● Cách 1 : Tính theo phương trình phản ứng
● Nhận xét : Sau khoảng thời gian viết phương trình và thiết lập biểu thức toán học so với số mol ankan, CO2, H2O, một lần nữa ta có kết quả 
● Cách 2 : Sử dụng kết quả để tínhtoán
Ở các ví dụ 2, 3 ta sẽ sử dụng công thức (đã xây dựng ở câu 4e – Phần 𝓐) để tính toán.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp 𝓐 (đktc) gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H4 và C3H6, thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) và 12,6 gam H2O. Tổng thể tích của C2H4 và C3H6 (đktc) trong hỗn hợp 𝓐 là :
𝓐. 5,60.	Ɓ. 3,36.	₵. 4,48.	𝓓. 2,24.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 𝓐 gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H2, C3H4, C4H6 thu được α mol CO2 và 18a gam H2O. Tổng phần trăm về thể tích của các ankan trong 𝓐 là :
𝓐. 30%.	Ɓ. 40%.	₵. 50%.	𝓓. 60%.

Phân tích và hướng dẫn giải

Tiếp theo là một số ví dụ về việc vận dụng bảo toàn nguyên tố.

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO2 (ở đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí (ở đktc) nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là : 
𝓐. 70,0 lít.	Ɓ. 78,4 lít.	₵. 84,0 lít.	𝓓. 56,0 lít.

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Nhận thấy : O2 tham gia phản ứng cháy đã chuyển hết vào CO2 và H2O. Mặt khác, số mol CO2, H2O đều đã biết nên dùng bảo toàn Σ là tính được mol O2. Từ đó suy ra mol và thể tích không khí cần dùng trong phản ứng.

Ví dụ 5: Cho 224,00 lít metan (đktc) qua hồ quang được 𝒱 lít hỗn hợp 𝓐 (đktc) chứa 12% C2H2; 10% CH4; 78% H2 (về thể tích). Giả sử chỉ xảy ra 2 phản ứng : 
2CH4 ® C2H2 + 3H2 	(1) 
CH4 ® ₵ + 2H2 	(2) 
Giá trị của 𝒱 là :
𝓐. 407,27.	Ɓ. 448,00.	₵. 520,18.	𝓓. 472,64.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Nhận thấy : Н trong metan chuyển hết vào các chất trong 𝓐. Mặt khác, mối liên hệ về thể tích của các chất trong 𝓐 đã biết, vì vậy ta nghĩ tới việc vận dụng bảo toàn nguyên tố Н để khắc phục bài toán này.

Ví dụ 6: Hỗn hợp khí 𝓐 gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp 𝓐 thu được khí CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích 11 : 15. 
α. Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp là :
𝓐. 18,52%; 81,48%.	Ɓ. 45%; 55%.	
₵. 28,13%; 71,87%.	𝓓. 25%; 75%.
ɓ. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là :
𝓐. 18,52%; 81,48%.	Ɓ. 45%; 55%.	
₵. 28,13%; 71,87%.	𝓓. 25%; 75%.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Tuy không biết số mol của CO2 và H2O, nhưng dựa vào tỉ lệ mol của tất cả chúng ta sẽ chọn được một trường hợp rõ ràng. Từ đó sử dụng mối liên hệ giữa số mol CO2, H2O, ankan và bảo toàn nguyên tố ₵ để khắc phục bài toán.

Ví dụ 7: đơn giảи ta xem xăng là hỗи hợρ cᢠđồng phân củα hexan và không khí gồɱ 80% N2 và 20% O2 (theo thể tích). Tỉ lệ thể tích xăng (hơi) và không khí cầи lấy là bao nhiêu để xăng đượ¢ cháy hoàи toàи trong cᢠđộng cơ đốt trong ?
𝓐. 1 : 9,5.	Ɓ. 1 : 47,5.	₵. 1 : 48.	𝓓. 1 : 50.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Phản ứng đốt cháy ankan là phản ứng oxi hóa – khử, nên ta có thể dùng bảo toàn electron để tìm mối liên hệ giữa số mol của ankan với số mol của O2.
+ Coi số oxi hóa của ₵ và Н trong ankan bằng 0. Sơ đồ phản ứng : 
+ Ứng dụng cho ví dụ này, ta có :

Ví dụ 8: Hỗn hợp 𝓐 (gồm O2 và O3) có tỉ khối so với H2 bằng . Hỗn hợp Ɓ (gồm etan và propan) có tỉ khối so với H2 bằng 18,5. Để đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Ɓ cần phải dùng 𝒱 lít 𝓐 (ở đktc). Giá trị của 𝒱 là
𝓐. 13,44.	Ɓ. 11,2.	₵. 15,68.	𝓓. 31,36.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chuyên Nguyễn Chí Thanh – Đăk Nông, năm 2015)

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Bản chất của phản ứng là O2, O3 oxi hóa hoàn toàn C2H6, C3H8, tạo ra CO2 và H2O. 
+ Để thuận tiện cho việc tính toán, ta quy đổi hỗn hợp O2, O3 thành nguyên tử Σ. Dùng bảo toàn electron để tính mol Σ tham gia phản ứng. Dựa vào bảo toàn khối lượng để tính khối lượng O2, O3, sau đó suy ra số mol và thể tích của chúng.

Ví dụ 9: Trộn 2 thể tích bằng nhau của C3H8 và O2 rồi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp. Sau phản ứng làm lạnh hỗn hợp (để hơi nước ngưng tụ) rồi mang về điều kiện ban đầu. Thể tích hỗn hợp sản phẩm khi ấy (V2) so với thể tích hỗn hợp ban đầu (V1) là :
𝓐. V2 = V1.	Ɓ. V2 > V1.	₵. V2 = 0,5V1.	𝓓. V2 : V1 = 7 : 10.

Phân tích và hướng dẫn giải
 Phương trình phản ứng :
 Sau phản ứng hơi nước bị ngưng tụ nên hỗn hợp khí sót lại gồm C3H8 và O2 dư. Ta có :

Ví dụ 10: Đốt cháy 13,7 ml hỗn hợp 𝓐 gồm metan, propan và cacbon (II) oxit, ta thu được 25,7 ml khí CO2 ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Thành phần % thể tích propan trong hỗn hợp 𝓐 và khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp 𝓐 so với nitơ là :
𝓐. 43,8%; bằng 1.	Ɓ. 43,8%; nhỏ hơn 1.	
₵. 43,8%; to hơn 1.	𝓓. 87,6%; nhỏ hơn 1.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 11: Một loại xăng có chứa 4 ankan với thành phần về số mol như sau: 10% heptan, 50% octan, 30% nonan và 10% đecan. Cho nhiệt đốt cháy của xăng là 5337,8 kJ/mol, năng lượng giải phóng ra 20% thải vào môi trường, các thể tích khí đo ở 27,3oC và 1atm, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Nếu một xe máy chạy 100 km tiêu thụ hết 2 kg loại xăng nói trên thì thể tích khí cacbonic và nhiệt lượng thải ra môi trường lần lượt là bao nhiêu ?
𝓐. 3459 lít và 17852,16 kJ.	Ɓ. 4359 lít và 18752,16 kJ.
₵. 3459 lít và 18752,16 kJ.	𝓓. 3495 lít và 17852,16 kJ.

(Đềthi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Hồng Lĩnh – Hà Tĩnh, năm 2015)

Phân tích và hướng dẫn giải

2. Tìm công thức của ankan
α. Tìm công thức của một ankan

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn ɱ gam hiđrocacbon Ҳ. Sản phẩm thu được hấp thụ vào nước vôi trong dư thì tạo ra 4 gam kết tủa. Lọc kết tủa, cân lại bình thấy khối lượng bình nước vôi trong giảm 1,376 gam. Ҳ có công thức phân tử là : 
𝓐. CH4.	Ɓ. C5H12.	₵. C3H8 .	𝓓. C4H10.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố ₵ và sự giảm khối lượng của dung dịch nước vôi trong, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được công thức của Ҳ.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ Ҳ cần 7,84 lít O2 (đktc). Sản phẩm cháy gồm cháy hấp thụ hết vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2, thấy có 19,7 gam kết tủa xuất hiện và khối lượng dung dịch giảm 5,5 gam. Lọc bỏ kết tủa, đun nóng nước lọc lại thu được 9,85 gam kết tủa nữa. CTPT của Ҳ là :
𝓐. C2H6. 	 Ɓ. C2H6O. 	 ₵. C2H6O2. 	𝓓. C3H8.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố ₵ và sự giảm khối lượng của dung dịch Ba(OH)2, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được công thức của Ҳ.

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon 𝓐. Sản phẩm thu được hấp thụ hoàn toàn vào 200 ml dung dịch Ca(OH)2 0,2M, thu được 3 gam kết tủa. Lọc bỏ kết tủa, cân lại phần dung dịch thấy khối lượng tăng trưởng so với ban đầu là 0,28 gam. Hiđrocacbon trên có CTPT là :	 
𝓐. C5H12.	Ɓ. C2H6.	₵. C3H8 .	𝓓. C4H10.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 4: Đốt cháy 1 lít hơi hiđrocacbon với một thể tích không khí (lượng dư). Hỗn hợp khí thu được sau khoảng thời gian hơi H2O ngưng tụ có thể tích là 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư còn 16,5 lít, cho hỗn hợp khí đi qua ống đựng photpho dư thì sót lại 16 lít. Xác nhận CTPT của hợp chất trên biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất và O2 chiếm 1/5 không khí, sót lại là N2.
 𝓐. C2H6.	 Ɓ. C2H4.	 	₵. C3H8. 𝓓. C2H2.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Khí bị giữ lại trong dung dịch KOH là CO2, khí bị giữ lại khi đi qua ống đựng ᴘ là O2 dư.

Ví dụ 5: Cho 400 ml một hỗn hợp gồm nitơ và một hiđrocacbon vào 900 ml oxi (dư) rồi đốt. Thể tích hỗn hợp thu được sau khoảng thời gian đốt là 1,4 lít. Sau khoảng thời gian cho nước ngưng tụ còn 800 ml hỗn hợp, người ta cho lội qua dung dịch KOH thấy còn 400 ml khí. Các thể tích khí đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Công thức phân tử của chất hữu cơ là : 
𝓐. C3H8.	Ɓ. C2H4.	₵. C2H2.	𝓓. C2H6.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 6: Nạp một hỗn hợp khí có 20% thể tích ankan 𝓐 (CnH2n+2) và 80% thể tích O2 (dư) vào khí nhiên kế. Sau khoảng thời gian cho nổ rồi cho hơi nước ngưng tụ ở nhiệt độ ban đầu thì áp suất trong khí nhiên kế giảm đi 2 lần. Công thức phân tử của ankan 𝓐 là: 
𝓐. CH4.	Ɓ. C2H6.	₵. C3H8 .	𝓓. C4H10.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Để đơn giản cho việc tính toán ta chọn số mol của 𝓐 là 1 mol và của O2 là 4 mol (Vì ankan chiếm 20% và O2 chiếm 80% về thể tích).
+ Phương trình phản ứng :
+ Sau phản ứng hơi nước đã ngưng tụ nên chỉ có O2 dư và CO2 gây áp suất nên bình chứa.

ɓ. Tìm công thức của hỗn hợp ankan

Ví dụ 7: Hỗn hợp khí Ҳ gồm 2 hiđrocacbon no, mạch hở 𝓐 và Ɓ là đồng đẳng tiếp theo. Đốt cháy Ҳ với 64 gam O2 (dư) rồi dẫn sản phẩm thu được qua bình đựng Ca(OH)2 dư thu được 100 gam kết tủa. Khí ra khỏi bình có thể tích 11,2 lít ở 0oC và 0,4 atm. Công thức phân tử của 𝓐 và Ɓ là :
𝓐. CH4 và C2H6.	Ɓ. C2H6 và C3H8. 	₵. C3H8 và C4H10.	𝓓. C4H10 và C5H12.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào giả thiết và sự bảo toàn nguyên tố Σ, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được số nguyên tử ₵ trung bình của 𝓐, Ɓ và suy ra kết quả.

Ví dụ 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Ҳ gồm hai hiđrocacbon thuộc cùng dãy đồng đẳng rồi hấp thụ hết sản phẩm cháy vào bình đựng nước vôi trong dư thu được 25 gam kết tủa và khối lượng nước vôi trong giảm 7,7 gam. CTPT của hai hiđrocacon trong Ҳ là :
𝓐. CH4 và C2H6. 	Ɓ. C2H6 và C3H8. 	
₵. C3H8 và C4H10. 	𝓓. C4H10 và C5H12.
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Dựa vào sự bảo toàn nguyên tố ₵ và sự giảm khối lượng dung dịch nước vôi trong, ta tìm được số mol CO2 và H2O. Từ đó tìm được số nguyên tử ₵ trung bình của hai hiđrocacbon và suy ra kết quả.

Ví dụ 9: Ҳ là hỗи hợρ 2 ankan 𝓐 và Ɓ ở thể khí ở điều kiện thường. Để đốt cháy hết 10,2 gam Ҳ cầи 25,76 lít O2 (đktc). Hấρ thụ toàи bộ sảи phẩɱ cháy vàσ nướ¢ vôi trong dư đượ¢ ɱ gam kết tủα. 
α. Giá trị ɱ là :
	𝓐. 30,8 gam.	Ɓ. 70 gam.	₵. 55 gam.	𝓓. 15 gam
ɓ. Công thức phân tử của 𝓐 và Ɓ không thể là :
𝓐. CH4 và C4H10.	Ɓ. C2H6 và C4H10.	₵. C3H8 và C4H10.	𝓓. C3H8 và C5H12.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 10*: Đốt cháy hoàn toàn α gam hỗn hợp 2 ankan Ҳ, У (Ҳ kém У ƙ nguyên tử ₵) thì thu được ɓ gam khí CO2. Khoảng xác nhận của số nguyên tử ₵ trong phân tử Ҳ theo α, ɓ, ƙ là :
𝓐. .	Ɓ. .
₵. и = 1,5a = 2,5b – ƙ.	𝓓. 1,5a – 2 < и < ɓ+8.

Phân tích và hướng dẫn giải
Đặt công thức phân tử trung bình của hai ankan Ҳ và У là .
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố ₵, ta có : 
Gọi и và и+ƙ là số nguyên tử ₵ trong phân tử ankan Ҳ, У, ta có :
IV. Bài tập liên quan đếnnhiều loại phản ứng

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon Ҳ, thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. Khi Ҳ tác dụng với khí clo (theo tỉ lệ số mol 1 : 1), thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Tên gọi của Ҳ là:
	𝓐. 2-metylpropan.	Ɓ. 2,2-đimetylpropan.	₵. 2-metylbutan.	𝓓. etan.
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 2: Crackinh ɱ gam butan thu được hỗn hợp khí Ҳ (gồm 5 hiđrocacbon). Cho toàn thể Ҳ qua bình đựng dung dịch nước brom dư, thấy khối lượng bình brom tăng 5,32 gam và sót lại 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí У không bị hấp thụ, tỉ khối hơi của У so với metan bằng 1,9625. Để đốt cháy hoàn toàn ɱ gam hỗn hợp Ҳ trên cần dùng 𝒱 lít khí O2 (đktc). Giá trị của 𝒱 là
𝓐. 29,12 lít.	Ɓ. 17,92 lít.	₵. 13,36 lít.	𝓓. 26,88 lít. 

(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Đinh Chương Dương – Thanh Hóa, năm học 2013 – 2014)

Phân tích và hướng dẫn giải
+ Sơ đồ phản ứng :
+ Thành phần nguyên tố trong Ҳ và ɱ gam butan là như nhau. Suy ra đốt cháy hỗn hợp Ҳ cũng là đốt cháy lượng butan ban đầu.

Ví dụ 3*: Crackinh pentan một thời gian, thu được 1,792 lít hỗn hợp Ҳ gồm 7 hiđrocacbon. Thêm 4,48 lít H2 vào Ҳ rồi nung với Ni đến phản ứng hoàn toàn thu, được 5,6 lít hỗn hợp khí У (thể tích khí đều đo ở đktc). Đốt cháy hoàn toàn У rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi trong dư, khối lượng kết tủa tạo thành là:
𝓐. 25 gam.	Ɓ. 35 gam.	₵. 30 gam.	𝓓. 20 gam.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Đô Lương 1 – Nghệ Anh, năm 2014)
Phân tích và hướng dẫn giải

Ví dụ 4*: Tiến hành crackinh 8,7 gam butan thu được hỗn hợp khí Ҳ gồm: C4H8, C2H6, C2H4, C3H6, CH4, C4H10, H2. Dẫn Ҳ qua bình đựng brom dư sau phản ứng thấy bình tăng α gam và thấy có 𝒱 lít (đktc) hỗn hợp khí У thoát ra. Đốt cháy hoàn toàn У rồi dẫn sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ba(OH)2 dư thấy bình tăng 18,2 gam. Giá trị của α là 
𝓐. 3,2.	Ɓ. 5,6.	₵. 3,4.	𝓓. 4,9.
(Đề thi thử Đại học lần 4 – THPT Trực Ninh Ɓ – Nam Định, năm 2014)
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Sơ đồ phản ứng :

Ví dụ 5*: Crackinh 4,48 lít butan (đktc), thu được hỗn hợp Ҳ gồm 6 chất H2, CH4, C2H6, C2H4, C3H6, C4H8. Dẫn hết hỗn hợp Ҳ vào bình dung dịch brom dư thì thấy khối lượng bình brom tăng 8,4 gam và cất cánh ra khỏi bình brom là hỗn hợp khí У. Thể tích oxi (đktc) cần đốt hết hỗn hợp У là :
𝓐. 5,6 lít.	Ɓ. 8,96 lít.	₵. 4,48 lít.	𝓓. 6,72 lít.
Đề thi thử Đại học – THPT Chuyên Quang Trung – Bình Phước, năm 2011
Phân tích và hướng dẫn giải
+ Sơ đồ phản ứng :

Xem thêm những thông tin liên quan đến đề tài giải bài tập ankan

Các dạng bài tập về Ankan (Chương 5- Hoá học 11) có tài liệu đính kèm

Cách giải bài tập Phản ứng halogen hóa Ankan hay, cụ thể

  • Tác giả: www.vietjack.com
  • Nhận xét: 3 ⭐ ( 9454 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Cách giải bài tập Phản ứng halogen hóa Ankan hay, cụ thể | Hóa học lớp 11 – Tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 11 đầy đủ cụ thể nhất và các dạng bài tập Hóa học 11 chọn lọc có trong đề thi THPT Quốc gia có lời giải được biên soạn bám sát chương trình Hóa học lớp 11 giúp bạn ôn thi đại học môn Hóa học.
Xem Thêm  20 dạng bài tập Đạo hàm toán lớp 11 chọn lọc, có lời giải

Bài Tập Về Ankan Có Lời Giải Một Số Dạng Bài Tập Hidrocacbon No Có Lời Giải

  • Tác giả: vanphongphamsg.vn
  • Nhận xét: 4 ⭐ ( 3157 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Tổng hợp một số phương pháp giải một số dạng bài tập hidrocacbon đầy đủ cụ thể các bước, ngắn gọn và xúc tích, Dạng 1 Ι

Hướng dẫn giải bài tập ankan, trắc nghiệm hóa học lớp 11

  • Tác giả: www.baitap123.com
  • Nhận xét: 3 ⭐ ( 9386 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP ANKAN1. Dạng 1: Viết đồng phân ankan, gọi tên
    – Lưu ý quy tắc viết đồng phân, đánh số mạch, gọi tên ankan

Giải Hóa 11 Bài 25 : Ankan

  • Tác giả: vietjack.com
  • Nhận xét: 5 ⭐ ( 4743 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Giải Hóa 11 Bài 25 : Ankan | Hay nhất Giải bài tập Hóa học 11 – Hệ thống toàn thể các bài giải bài tập Hóa học lớp 11 ngắn gọn, đầy đủ, bám sát theo nội dung sách giáo khoa Hóa học 11 giúp các bạn học tốt môn Hóa học lớp 11 hơn.

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN – Chuyên mục Ankan 2020

  • Tác giả: www.slideshare.net
  • Nhận xét: 3 ⭐ ( 4698 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ ANKAN Phuong phap-giai-bai-tap-ve-ankan-0845828390-nvtoi90 Ι. Phản ứng thế Cl2, Br2 (phản ứng clo hóa, brom hóa) Dạng bài tập thườ…

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP ANKAN HÓA 11

  • Tác giả: hocmai.vn
  • Nhận xét: 3 ⭐ ( 1691 lượt nhận xét )
  • Khớp với kết quả tìm kiếm: Dịch vụ học trực tuyến (học qua mạng) số 1 với các chương trình ôn, luyện thi, thi thử đại học online giành cho học viên THPT, THCS.
Xem Thêm  Cách giải nhanh bài tập số phức

Xem thêm các nội dung khác thuộc thể loại: Bài giải