Tài liệu ôn thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Chủ đề Hidrocacbon

Nội dung text: Tài liệu ôn thi học sinh giỏi môn Hóa học Lớp 11 - Chủ đề Hidrocacbon

1. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON 0 Câu 1 [Đề 66 – IV]: Hỗn hợp khí A gồm H2 và một anken ở 81,9 C và 1 atm, có tỉ lệ số mol là 1 : 1. Cho hỗn hợp khí A qua ống đựng Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối hơi so với H2 là 23,2; hiệu suất phản ứng là h%. 1. Tìm CTPT của anken và tính hiệu suất phản ứng. 2. Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp B và cho toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng 128 gam dung dịch H2SO4 đặc 98% thì nồng độ H2SO4 bị pha loãng thành 62,72%. Tính thể tích V của hỗn hợp B ở 81,90C và 1atm. Câu 2. 1. Bằng phương pháp hóa học phân biệt các khí sau: CH4, C2H4, C2H2, C3H4(propin) 2. Hỗn hợp X gồm vinylaxetilen và hiđro có tỷ khối hơi so với H2 là 16. Đun nóng hỗn hợp X một thời gian thu được 1,792 lít hỗn hơp̣ khí Y (ở đktc). Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 25,6 gam Br2 trong CCl4. Thể tích không khí (chứa 20% O2 và 80% N2 về thể tích, ở đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y là: Câu 3. Em hãy trình bày cách tiến hành thí nghiệm điều chế và thu khí metan trong phòng thí nghiệm ? Một số lưu ý quan trọng khi làm thí nghiệm này? Vai trò CaO? (Có trình bày bằng hình vẽ). Phương pháp này có thể điều chế CH4 trong công nghiệp được không? Câu 4. 1. Hiđro hoá hoàn toàn một hiđrocacbon không no, mạch hở X thu được ankan Y. Đốt cháy hoàn toàn Y thu được 6,60 gam CO2 và 3,24 gam H2O. Clo hoá Y (theo tỉ lệ 1:1 về số mol) thu được 4 dẫn xuất monoclo là đồng phân của nhau. Xác định CTCT của X và gọi tên. 2. Hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H2, C2H4, C3H6. Đun nóng 12,8 gam X với 0,3 mol H2 xúc tác bột Ni một thời gian, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng 5. Đốt cháy hoàn toàn Y, thu được tỉ lệ khối lượng CO2 và H2O bằng 22/13. Nếu sục hỗn hợp Y vào dung dịch AgNO3 trong NH3 dư thì thu được m gam kết tủa và hỗn hợp khí Z. Khí Z phản ứng vừa đủ với 300 ml dung dịch Br2 0,5M. Tính m Câu 5. [Dự bị HSG Thanh Hóa 2012-2013] a. X là hiđrocacbon có công thức phân tử là C4H8. Viết các đồng phân cấu tạo có thể có của X. Biết rằng X làm mất màu dung dịch brom. Xác định cấu tạo đúng của X biết rằng khi X tác dụng với dung dịch Br2/CCl4 thì thu được 2 dẫn xuất chứa brom. b. Trình bày 3 cách khác nhau để điều chế etylen glicol từ etilen. Câu 6: 1/ Khi clo hoá isopentan (đun nóng, có chiếu sáng) thu được hỗn hợp các dẫn xuất monoclo. a) Viết công thức cấu tạo các dẫn xuất monoclo, gọi tên. b) Viết cơ chế phản ứng tạo ra 2-clo-3-metylbutan. Câu 7. HSG Long An 2014 Bảng A. Công thức đơn giản nhất của hiđrocacbon A là CH; phân tử khối của A nhỏ hơn 150 đvC. Biết A có mạch cacbon phân nhánh; 1 mol A tác dụng với tối đa dung dịch chứa 2 mol brom. Mặt khác, A tác dụng được với dung dịch AgNO3 trong NH3. a. Xác định công thức cấu tạo của A. 2+ o b. Viết phương trình hóa học các phản ứng của A với: dung dịch brom dư, H2O (Hg , t ), dung dịch AgNO3 trong NH3, H2 dư (Ni). Câu 8. [Dự bị HSG Thanh Hóa 2012-2013] a. Trong phòng thí nghiệm người ta điều chế C2H4 bằng cách đun nóng hỗn hợp rượu etylic với H2SO4 đặc, nếu cho khí thoát ra đi qua dung dịch KMnO4 ta không thấy xuất hiện kết tủa MnO2 như khi cho C2H4 đi qua dung dịch KMnO4. Tạp chất gì đã gây ra hiện tượng đó? Muốn loại bỏ tạp chất để thu được C2H4 có thể dung dung dịch nào trong số các dung dịch cho dưới đây: KMnO4, KOH, Br2, K2CO3, BaCl2? Tại sao? Viết các phản ứng hóa học để giải thích. Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 0,047 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon mạch hở rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy hấp thụ vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,0555M được kết tủa và dung dịch M. Lượng dung dịch M nặng hơn dung dịch Ca(OH)2 ban đầu là 3,108 gam. Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch M thấy có kết tủa lần 2 xuất hiện. Tổng khối lượng kết tủa hai lần là 20,95 gam. Cùng lượng hỗn hợp X trên tác dụng vừa đủ với 1 lít dung dịch Br2 0,09M. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo của các hiđrocacbon biết có 2 chất có cùng số nguyên tử cacbon, phân tử khối các chất trong X đều bé hơn 100 và lượng hỗn hợp trên tác dụng vừa đủ với 100ml dung dịch AgNO3 0,2M trong NH3 được 3,18 gam 1 kết tủa. Câu 10: Hỗn hợp khí A ở điều kiện thường gồm một ankin X và một anken Y (có cùng số nguyên tử cacbon) và hiđro. A có tỉ khối so với metan là 1,375. Cho A qua ống chứa Ni, nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn được hỗn hợp khí có tỉ khối so với metan là 2,75. Xác định công thức phân tử của X, Y. 1
2. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON Câu 11 [HSG BN 2013 – 2014]: A là hỗn hợp khí (ở đktc) gồm 3 hiđrocacbon X, Y, Z thuộc 3 dãy đồng đẳng. B là hỗn hợp O2 và O3 có tỉ khối so với hiđro bằng 19,2. Để đốt cháy 1 mol hỗn hợp A cần 5 mol hỗn hợp B, thu được CO2 và hơi nước có số mol như nhau. Khi cho 22,4 lít hỗn hợp A đi qua bình nước brom dư thấy có 11,2 lít khí bay ra, khối lượng bình nước brom tăng 27 gam; còn khí cho 22,4 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thấy tạo thành 32,4 gam kết tủa. Các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn. 1) Tính tỉ khối của hỗn hợp A so với H2. 2) Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của X, Y, Z. Câu 12 HSG Long An 2016-2017] A, B, C, D, E, F là các đồng phân có công thức phân tử C4H8. A, B, C, D, E đều làm mất màu dung dịch brom còn F thì không. D và E là cặp đồng phân hình học. Hỗn hợp 0 chứa A, D, E phản ứng với H2/Ni, t chỉ thu được một sản phẩm. B không làm mất màu dung dịch KMnO4. Nhiệt độ sôi của E cao hơn D. Xác định các chất A, B, C, D, E, F. Câu 13: HSG Xuân Đỉnh lớp 11 2015 – 2016 Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon A, B ở thể khí trong điều kiện thường (thuộc cùng một dãy đồng đẳng, MB = MA + 28). Tỉ khối của X so với hiđro bằng 23. Đốt cháy hoàn toàn X bằng khí oxi dư, rồi cho toàn bộ hỗn hợp khí và hơi sau phản ứng vào bình đựng CaCl2 khan, dư thấy thể tích hỗn hợp giảm 50%. 1. Xác định công thức của A, B. 2. Nếu cho hỗn hợp X tác dụng với khí Cl2 theo tỉ lệ mol 1 : 1 thì thu được hỗn hợp chứa bao nhiêu sản phẩm thế monoclo ? Viết phương trình phản ứng hóa học minh họa. Câu 14 HSG HSG Xuân Đỉnh lớp 11 2013 – 2014 Hỗn hợp A gồm hai ankan X, Y đồng đẳng liên tiếp. Tỉ khối hơi của A so với hiđro là 40,2. 1. Xác định công thức phân tử của X, Y 2. Cả X và Y khi tác dụng với clo theo tỉ lệ 1 : 1 có ánh sáng thì mỗi chất cho 4 sản phẩm thế monoclo. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên X, Y, sản phẩm và phương trình phản ứng. Câu 15: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ankan X, sản phẩm cháy hấp thụ vào 200 gam dung dịch NaOH 21,665% thu được dung dịch A trong đó nồng độ NaOH chỉ còn 5%. Xác định công thức phân tử của X. Câu 16 HSG HÀ TĨNH 2010 – 2011 LỚp 11 Đốt cháy hoàn toàn 0,05 mol hỗn hơp̣ các hidrocacbon X , Y, Z (trong đó số mol của X bằng số mol của Y), thu đươc̣ 0,18 mol H2O và 0,2 mol CO2. Nếu lấy lươṇ g X bằng lươṇ g đa ̃ đốt ở trên cho qua bình đưṇ g dung dic̣ h AgNO 3/NH3 dư thì thấy khối lươṇ g bình tăng 0,52 gam, đồng thờ i trong bình xuấ t hiêṇ 4,8 gam kết tủa. a. Xác định công thức phân tử của 3 hidrocacbon trên, biết Y là ankan có số nguyên tử cacbon lớ n hơn X và số nguyên tử hidro của Z lớn hơn 12. b. Xác định công thức cấu tạo của Z , biết Z không chứ a liên k ết 3; 1 mol Z phản ứ ng vừ a đủ với 1 mol H2, Z có cấu taọ đối xứ ng. Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A thu được số mol CO 2 gấp đôi số mol H 2O. Măṭ khác nếu lấy 0,1 mol A tác duṇ g vớ i dung dic̣ h AgNO3/NH3 dư thu đươc̣ 15,9 gam kết tủa màu vàng. - Xác định công thức cấu tạo và tên gọi của A. - Từ A, bằng 3 phản ứng người ta có thể điều chế được etyl xiclohecxan . Viết phương trình các phản ứ ng hóa học đã xẩy ra. Câu 18 [Đề 10 – IV]: 1. Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon A, B có khối lượng a gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn X thì thu được 132a/41 gam CO2 và 45a/41 gam H2O. Nếu thêm vào X một nửa lượng A có trong X rồi đốt cháy hoàn toàn thì thu được 165a/41 gam CO2 và 60,75a/41 gam H2O. a. Tìm công thức phân tử của A, B. Biết X không làm mất màu dung dịch nước brom và A, B thuộc các loại hiđrocacbon đã học. b. Tính % số mol A, B trong X. 2. Nếu đem b gam hiđrocacbon D trộn với X rồi đem đốt cháy hoàn toàn thì thu được 143a/41 gam CO2 và 49,5a/41 gam H2O. a. Hỏi D thuộc loại hiđrocacbon nào? b. Tính khối lượng của b; biết a = 3 gam. Câu 19: Hiđrocacbon mạch hở X có 94,12% khối lượng cacbon, phân tử khối nhỏ hơn 120. Khi thay thế hết các nguyên tử H linh động trong phân tử X bằng những nguyên tử kim loại M (M có số oxi hóa là +1) thu được muối Y có chứa 76,5957% khối lượng kim loại. Xác định kim loại M và các công thức có thể có của X,Y. 2
3. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON Câu 20: Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ A và B, chỉ thu được H2O và 18,48 gam CO2. Tìm công thức phân tử của A và B, biết X có tỉ khối đối với H2 là 13,5; A có nhiều hơn B một nguyên tử cacbon nhưng khối lượng phân tử của A lại nhỏ hơn B. Câu 21 HSG HÀ TĨNH 2014 – 2015 Lớp 11 1. Em hãy giải thích và viết phương trình hóa học minh họa cho các nội dung sau: a. Etilen dễ tham gia phản ứng cộng. b. Propin có chứa nguyên tử H linh động. 2. Hãy viết phương trình hóa học xẩy ra khi: a. Cho propen tác dụng với H2O trong môi trường axit. d. Cho etylbenzen tác dụng với brom, đun nóng, có bột sắt xúc tác. Câu 22 HSG Xuân Đỉnh lớp 11 2015 – 2016 Nêu hiện tượng và giải thích (viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra nếu có) trong các trường hợp sau: 1. Đưa bình chứa hỗn hợp khí metan và clo ra ngoài ánh sáng, sau một thời gian cho nước vào bình, lắc nhẹ rồi cho một mẩu giấy quỳ tím vào. 2. Ống nghiệm A chứa dung dịch KMnO4, Ống nghiệm B chứa nước brom, cho vào mỗi ống nghiệm đó 1 ml octan, lắc đều rồi để yên. 3. Hãy sắp xếp các hợp chất sau theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi. Giải thích ngắn gọn cơ sở của cách sắp xếp đó? (CH3)4C (1); CH3(CH2)4CH3 (2), (CH3)2CHCH(CH3)2 (3); Câu 23: A và B là 2 hidrocacbon ở thể khí trong điều kiện thường, biết: * Khi đốt cháy mỗi chất với số mol bằng nhau sẽ cho số mol nước bằng nhau. * Trộn A với lượng oxi (lấy gấp đôi so với lượng oxi cần cho phản ứng đốt cháy hết A) được hỗn hợp X ở 00C, áp suất p atm. Đốt cháy hết X, tổng thể tích khí thu được sau phản ứng ở 2730C, áp suất 1,5p atm gấp 1,4 lần thể tích của hỗn hợp X. * B có các nguyên tử cacbon cùng nằm trên một đường thẳng, có khả năng làm nhạt màu dung dịch brom. Xác định công thức phân tử, viết công thức cấu tạo của A,B. Câu 24: HSG HÀ TĨNH 2015 – 2016 Lớp 11 Hidrocacbon X có chứa 96,43% cacbon theo khối lượng. X có thể tác dụng với AgNO3/NH3 tạo nên hợp chất Y với thành phần khối lượng của kim loại là 80%. Viết phương trình chuyển hóa X thành Y, biết X có công thức phân tử cũng là công thức đơn giản nhất. o Câu 25. Hỗn hợp khí X (ở 81 C và 1,5 atm) gồm H2, một anken A và một ankin B. Cho X đi qua lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3, thu được 1,61 gam kết tủa và hỗn hợp khí Y (không chứa H2O) thoát ra có thể tích bằng 90% thể tích của X. Nung nóng X với xúc tác Ni để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được hỗn hợp Z chỉ gồm hai chất khí và có thể tích bằng 70% thể tích của X. Tỉ khối của Z so với H2 bằng 9. Khí X, Y, Z đo ở cùng điều kiện. a) Tính thể tích của hỗn hợp khí X b) Viết công thức cấu tạo phù hợp của A, B. Câu 26 HSG HÀ TĨNH 2018 – 2019 Lớp 11 1. Rót nhẹ 1,0 ml benzen vào ống nghiệm chứa sẵn 2,0 ml dung dịch nước brom. Lắc kĩ ống nghiệm, sau đó để yên. Nêu hiện tượng, giải thích. 2. Các hiđrocacbon X, Y, Z, T (thuộc chương trình Hóa học 11, MX < MY < MZ < MT) đều có 7,7 % khối lượng hiđro trong phân tử. Tỷ khối hơi của T so với không khí bé hơn 4,0. Các chất trên thỏa mãn: - 1 mol chất T tác dụng tối đa 1 mol Br2 trong CCl4. - Từ chất X, để điều chế chất Y hoặc chất Z chỉ cần một phản ứng. - Cần 3 phản ứng để điều chế được chất T từ hai chất X và Z. - Từ mỗi chất X, Y, T chỉ được dùng thêm HCl, H2 và không quá hai phản ứng thu được các polime quan trọng tương ứng dùng trong đời sống là X’, Y’, T’. a. Xác định công thức cấu tạo, gọi tên các chất X, Y, Z, T, X’, Y’, T’. b. Viết phương trình các phản ứng xảy ra. Câu 27. Hỗn hợp khí X gồm một ankan, một anken và hiđro. Cho 7,84 lít X đi qua chất xúc tác Ni, nung nóng, thu được 6,72 lít hỗn hợp khí Y. Dẫn Y đi qua dung dịch KMnO4 thì màu của dung dịch bị nhạt và thấy khối lượng bình tăng thêm 2,80 gam. Sau phản ứng, còn lại 4,48 lít hỗn hợp khí Z có tỷ khối so với hiđro là 20,25. Các khí cùng đo ở đktc, các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của các khí có trong hỗn hợp Y. 3
4. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON Câu 28 Nghi Lộc 2 2017 – 2018 Lần 2 Lớp 11 Chia 3,584 lít (đktc) hỗn hợp gồm một ankan (A), một anken (B) và một ankin (C) thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 cho qua dung dịch AgNO3 dư trong NH3 thấy thể tích hỗn hợp giảm 12,5% và thu được 1,47g kết tủa. Phần 2 cho qua dung dịch brom dư thấy khối lượng bình brom tăng 2,22g và có 13,6g brom đã tham gia phản ứng. Đốt cháy hoàn toàn khí ra khỏi bình brom rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)2 dư thì thu được 2,955g kết tủa. 1. Xác định công thức cấu tạo A, B và C. 2. Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho C tác dụng với dung dịch KMnO4 trong môi trường trung tính ở nhiệt độ phòng và môi trường axit (H2SO4) có đun nóng biết sản phẩm có muối hữu cơ hoặc có axit hữu cơ và CO2. Câu 29 HSG Cụm QUỲNH LƯU 2016 – 2017 Lần 4 Lớp 11 Dẫn hỗn hợp khí X gồm một hiđrocacbon no A và một hiđrocacbon không no B (A, B đều mạch hở) vào bình nước brom chứa 10,00 gam brom. Sau phản ứng hoàn toàn thấy khối lượng bình brom tăng lên 1,75 gam, sản phẩm sinh ra chỉ có một hợp chất hữu cơ và đồng thời có 3,65 gam khí thoát ra khỏi bình. Đốt cháy hoàn toàn khí thoát ra thu được 10,78 gam CO2. a. Xác định công thức phân tử các hiđrocacbon trong X và tính tỉ khối của X so với H2. b. Viết phương trình phản ứng (dạng công thức cấu tạo thu gọn) của A với khí Cl2 khi có ánh sáng theo tỉ lệ mol tương ứng 1:2. Câu 30 Nghi Lộc 5 2016 – 2017 Lớp 11 1. Cho hidrocacbon X tác dụng với dung dịch brom dư được dẫn xuất tetrabrom chứa 75,8% brom (theo khối lượng). Khi cộng brom (1:1) thu được cặp đồng phân cis-trans. a. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và gọi tên của X. b. Viết phương trình của X với: - Dung dịch KMnO4 (trong môi trường H2SO4) - Dung dịch AgNO3/NH3 2+ + - H2O (xúc tác Hg /H ) - HBr theo tỉ lệ 1:2. 2. Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon X rồi dẫn sản phẩm qua 2 bình kín: bình 1 đựng dung dịch H2SO4 đặc thấy khối lượng tăng 6,3 gam; bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)2 tạo ra 10 gam kết tủa, lọc bỏ kết tủa và đun nóng dung dịch lại thu thêm được 10 gam kết tủa nữa. a) Xác định CTPT của X b) Cho X tác dụng với clo (1:1, as) chỉ thu được 3 dẫn xuất chứa clo. Xác định CTCT và gọi tên X. 3. Khi đốt cháy hiđrocacbon A cho CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ 1,75:1 về thể tích. Cho bay hơi hoàn toàn 5,06 gam A thu được một thể tích hơi đúng bằng thể tích của 1,76 gam oxi trong cùng điều kiện. Cho 13,8 gam A phản ứng hoàn toàn với AgNO3 (lấy dư) trong dd NH3 thu 45,9 gam kết tủa. Viết CTCT có thể của A. Câu 31 Nghi Lộc 5 2016 – 2017 Lớp 11 – Lần 3 1. Cho c¸c chÊt sau: C2H4, C3H6, C4H8. C¸c chÊt trªn cã thuéc cïng mét d·y ®ång ®¼ng hay kh«ng? Gi¶i thÝch. 2. Một Hiđrocacbon có CTPT C6H12 tác dụng với HBr thì chi thu được một sản phẩm hữu cơ duy nhất.Xác định CTPT, gọi tên Hiđrocacbon trên. 3. Hiđro hóa hoàn toàn hiđrocacbon mạch hở X thu được isopentan. Xác định công thức cấu tạo có thể có của X. Gọi tên. Câu 32 Nghi Lộc 5 2016 – 2017 Lần 7 – Lớp 11 1. Hỗn hợp A gồm ba ankin M, N, P có tổng số mol là 0,05 mol, số nguyên tử các bon trong mỗi chất đều lớn hơn 2. Cho 0,05 mol A tác dụng với dung dịch AgNO3 0,12M trong NH3 thấy dùng hết 250 ml và thu được 4,55g kết tủa. Nếu đốt cháy 0,05 mol A thì thu được 0,13 mol H2O. Xác định công thức cấu tạo của M, N, P. Biết ankin có khối lượng phân tử nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A. 2. Cho các hydrocacbon mạch hở A, B, X, Y đều có tỷ khối hơi so với H2 bằng 28. Hãy xác định công thức cấu tạo và tên gọi của A, B, X, Y? Biết: - Cho A, B tác dụng với Br2/CCl4 đều cho cùng một sản phẩm hưu cơ. - Cho X tác dụng với axit HBr cho 2 sản phẩm hữu cơ. - Cho Y cho phản ứng H2 (xúc tác Ni, nung nóng) thu được một ankan có mạch phân nhánh. Câu 33 (3,0 điểm) 1. Hãy nhận biết các chất khí riêng biệt sau bằng phương pháp hóa học: Xiclopropan, propan, propen. 4
5. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON 2. Cho hỗn hợp A gồm 3 hydrocacbon X, Y, Z thuộc 3 dãy đồng đẳng khác nhau và hỗn hợp B gồm O2 và O3. Trộn A và B theo tỉ lệ thể tích tương ứng là 1,5 : 3,2 rồi đốt cháy hoàn toàn thu được hỗn hợp chỉ gồm CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích là 1,3 : 1,2. Tính d(A/H2)? Biết d(B/H2) = 19. Câu 34 (3,0 điểm): 1. Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon đồng phân A, B, C. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 5,75 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng lên 5,08 gam. Cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch thu được, kết tủa lại tăng thêm, tổng khối lượng kết tủa 2 lần là 24,305 gam. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon 2. Hợp chất hữu cơ A cộng với HBr tạo ra hổn hợp D gồm các chất là đồng phân cấu tạo của nhau. D có chứa 79,2% khối lượng brom, còn lại là hiđro và cacbon. Tỉ khối hơi của D so với O2 nhỏ hơn 6,5. Xác định công thức cấu tạo có thể có của A (dạng bền) và các sản phẩm trong D tương ứng với A. Câu 35 [Đề 97 – IV]: Cho hỗn hợp M gồm 3 hiđrocacbon khí (ở đktc) mạch hở X, Y, Z có công thức phân tử là CmH2n, CnH2n, Cn+m-1H2n (n, m có cùng giá trị trong 3 chất) 13,5na - Nếu tách Z khỏi M được hỗn hợp A gồm X và Y. Đốt cháy hoàn toàn a gam A được gam 6mn 4,5 11(2m n ) a H2O và gam CO2 6mn 4,5 4,5nb - Nếu tách X khỏi M được hỗn hợp B gồm Y, Z. Đốt cháy hoàn toàn b gam B được H2O và mn 3,5 1 11(m 3 n 1) b gam CO2. 3(mn 3,5 1) 1. Tính % số mol X, Y, Z trong hỗn hợp M 2. Tính khối lượng H2O và khối lượng CO2 tạo thành khi đốt cháy hoàn toàn d gam hỗn hợp D gồm X và Z (sau khi đã tách Y ra khỏi M). 3. Xác định công thức cấu tạo của X, Y, Z và tính số gam CO2 tạo thành khi đốt cháy hết 1 mol M. Câu 36 Nghi Lộc 5 2016 – 2017 Lần 9 – Lớp 11 Hoãn hôïp khí X goàm 2 hydrocacbon A, B maïch thaúng. Khoái löôïng phaân töû cuûa A nhoû hôn khoái löôïng phaân töû cuûa B. Trong hoãn hôïp X, A chieám 75% theo theå tích.Ñoát chaùy hoaøn toaøn X cho saûn phaåm haáp thuï qua bình chöùa dung dòch Ba(OH)2 dö, sau thí nghieäm khoái löôïng dung dòch trong bình giaûm 12,78 gam ñoàng thôøi thu ñöôïc 19,7 gam keát tuûa.Tìm coâng thöùc phaân töû cuûa A, B. Bieát tyû khoái hôi cuûa X ñoái vôùi H2 laø 18,5 vaø A, B cuøng daõy ñoàng ñaúng. Câu 37 HSG NGhệ An 2018 – 2019 Bảng A – Lớp 11 1. Cho hỗn hợp khí X gồm 3 hidrocacbon A, B, C thuộc 3 dãy đồng đẳng ankan, anken, ankin và hỗn hợp khí Y gồm O2, O3 (tỉ khối Y so với hydro bằng 19). Trộn X với Y theo tỉ lệ thể tích VX : VY = 1 : 2 rồi đốt cháy hỗn hợp thu được, sau phản ứng chỉ có CO2 và hơi nước với tỉ lệ thể tích tương ứng 6 : 7. Xác định các chất trong hỗn hợp X (biết B tác dụng với dung dịch HBr chỉ thu được một sản phẩm monobrom duy nhất). 2. Hợp chất hữu cơ A có công thức C7H8. Cho 13,8 gam A phản ứng hoàn toàn với lượng dư dung dịch AgNO3 trong NH3 được 45,9 gam kết tủa. Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình phản ứng xảy ra. Câu 38 HSG Đà Nẵng (a) Tính tỉ lệ các sản phẩm monoclo hóa (tại nhiệt độ phòng) và monobrom hóa (tại 127oC) isobutan. Biết tỉ lệ khả năng phản ứng tương đối của nguyên tử H trên cacbon bậc nhất, bậc hai và bậc ba trong phản ứng clo hóa là 1,0 : 3,8 : 5,0 và trong phản ứng brom hóa là 1 : 82 : 1600. (b) Dựa vào kết quả tính được ở câu (a), cho nhận xét về các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng các sản phẩm của phản ứng halogen hóa ankan. Câu 39 HSG Đà nẵng 1997 – 1998 Đốt cháy một lượng chất hữu cơ A cần 2,8 lít O2 (đktc) thu được hỗn hợp CO2, H2O. Cho hỗn hợp này qua bình đựng dung dịch NaOH dư thu được dung dịch B và khối lượng bình NaOH đã tăng thêm 5,14 gam. Cho dung dịch HCl từ từ vào dung dịch B đến khi thu được 672 ml khí ở đktc thì ngừng, thu được dung dịch C. Cho dung dịch C tác dụng với dung dịch nước vôi trong dư thấy xuất hiện thêm 5 gam kết tủa nữa. 1. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. 2. Tìm công thức phân tử của A. 3. Xác định đúng CTCT của A, biết A là chất có khả năng chống kích nổ thông dụng. 5
6. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON 4. Cho A tác dụng với Cl2 theo tỉ lệ mol 1 : 1. Tính % các dẫn xuất clo thu được, biết tỉ lệ tốc độ thế hiđro ở các nguyên tử C bậc 1, bậc 2, bậc 3 là 1 : 3,3 : 4,4. Câu 40: Hiđrocacbon (X) có thể điều chế trực tiếp từ benzen, phản ứng thế với brom với xúc tác sắt nung nóng (1:1) cho ra hai sản phẩm chính ở vị trí octo và para. (X) phản ứng thế với brom trong điều kiện chiếu sáng (1:1) cho ra một sản phẩm chính duy nhất. (X) có thể bị oxi hoá bởi dung dịch KMnO4 đậm đặc (môi trường axit) nhưng không bị oxi hoá bởi KMnO4 khi ở điều kiện thường. Cho biết: Khi phản ứng thế với brom (1:1) khối lượng phân tử hữu cơ tăng 85,8696% so với ban đầu. 1. Xác định (X) và viết các phương trình phản ứng minh hoạ. 2. Cho biết sản phẩm nào trong hai sản phẩm chính ở vị trí octo và para là sản phẩm cho ra nhiều nhất khi cho (X) tác dụng với brom (Fe,t0, tỉ lệ 1:1). 3. Nêu phương pháp hoá học nhận biết: X, benzen, stiren, hex-1-in mà sử dụng ít thuốc thử nhất. Câu 41: (2,0 điểm) Hai hiđrocacbon (X), (Y) có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử. Khi đêhiđro hoá (X) thì thu được (Y). (X), (Y) có một số tính chất sau: - (X), (Y) đều làm mất màu Br2/CCl4. - (Y) tạo kết tủa vàng khi phản ứng với AgNO3, khi hiđro hoá (1:1) sản phẩm đime hoá của (Y) thì thu được hợp chất hữu cơ được dùng để tổng hợp trực tiếp cao su buna. - Sản phẩm trime hoá của (Y) điều chế được benzen. Xác định (X), (Y) và viết phương trình phản ứng minh hoạ cho tính chất của (X), (Y) và sản phẩm đime hoá và trime hoá của (Y). Câu 42: a. Viết phương trình rifominh thu được sản phẩm là toluen và crakinh butan thu được sản phẩm có chứa khí metan. b. Hãy cho biết mục đích của chưng cất phân đoạn dầu mỏ ở áp suất thường. c. Để thu được poli butađien – stiren người ta trộn buta-1,3-đien với stiren theo tỉ lệ 1:1 rồi thực hiện phản ứng trùng hợp. Trộn đều 648g buta-1,3-đien với 1040g stiren rồi cho vào lò chứa xúc tác và nung nóng ở áp suất cao. Hỗn hợp thu được có khối lượng mol trung bình là 168,8g/mol. Tính hiệu suất phản ứng tạo polime. Câu 43: +Cl2 AA  Biết AAAA ,,, 1 2 3 đều ở thể khí và số 13 as t0 A +NaOH nguyên tử cacbon trong A gấp đôi số nguyên tử +H2O cacbon trong các chất còn lại. AA  24 xt a. Hoàn thành các phương trình hoá học trong chuyển hoá trên (ghi rõ điều kiện phản ứng). b. Trình bày cơ chế phản ứng AA13  và giải thích sự tạo thành A trong sản phẩm. Câu 44 [HSG Thanh Hóa 2015-2016] Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A hoặc B đều tạo CO2 và hơi H2O theo tỉ lệ thể tích là 1,75 : 1. Cho bay hơi hoàn toàn 5,06 gam A hoặc B đều thu được một thể tích hơi bằng thể tích của 1,76 gam O2 trong cùng điều kiện. 1. Xác định CTPT của A, B. 2. Cho 13,8 gam A phản ứng hoàn toàn với AgNO3/NH3 dư được 45,9 gam kết tủa. B không cho phản ứng này. A phản ứng với HCl cho sản phẩm trong đó có chất C, B không phản ứng với HCl. Chất C chứa 59,66% clo trong phân tử. C phản ứng với Br2 theo tỉ lệ mol 1:1 có chiếu sáng chỉ thu được 2 dẫn xuất chứa halogen. Chất B làm mất màu dung dịch KMnO4 khi đun nóng. Xác định công thức cấu tạo của A, B, C và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Câu 45. Cho 3 hiđrocacbon A, B, C (Đều có mạch cacbon không quá 1 vòng). Đốt cháy hết cùng một khối lượng 2,6 gam mỗi hiđrocacbon A hoặc B hoặc C đều thu được 10,6 gam hỗn hợp CO2 và H2O. a. Lập CTĐGN của A, B, C. b. Xác định cấu tạo A, B, C. Biết: - x mol A tác dụng tối đa 4x mol H2 (xúc tác Ni); x mol A tác dụng vừa đủ 1 lit Br2 x M. - B mạch Cacbon không phân nhánh. a mol B tác dụng tối đa 4a lit Br2 1M. Nếu cho 13,65 gam B tác dụng hoàn toàn với AgNO3/NH3 dư thu 51,1 gam kết tủa. - 1 mol C tác dụng tối đa 3 mol H2 ( xúc tác Ni). C không tác dụng với dung dịch nước Br2. 6
7. CHỦ ĐỀ HỌC SINH GIỎI HIĐROCACBON Câu 46 [HSG Vĩnh Phúc 2011-2012+HSG Quảng Bình 2014-2015] Hợp chất A có công thức C9H8 có khả năng kết tủa với dung dịch AgNO3 trong NH3 và phản ứng với brom trong CCl4 theo tỷ lệ mol 1 : 2. Đun nóng A với dung dịch KMnO4 tới khi hết màu tím, rồi thêm lượng dư dung dịch HCl đặc vào hỗn hợp sau phản ứng thấy có kết tủa trắng là axit benzoic đồng thời giải phóng khí CO2 và Cl2. Xác định công thức cấu tạo của A và viết phương trình hóa học của các phản ứng xẩy ra. Câu 47 HSG Hà Nam 2018 – 2019 Lớp 11 1. Tiến hành 4 thí nghiệm nghiên cứu tính chất của hiđrocacbon thơm như sau: Thí nghiệm 1: Cho 0,5 ml brom vào ống nghiệm đựng 5 ml benzen, lắc đều, rồi để ống nghiệm trên giá trong 3 phút, nêu hiện tượng, giải thích. Cho thêm một ít bột sắt vào ống nghiệm, lắc liên tục trong 3 phút, nêu hiện tượng, giải thích. Thí nghiệm 2: Cho vào cùng một ống nghiệm 3 chất lỏng (2 ml dung dịch HNO3 đặc, 4 ml dung 0 dịch H2SO4 đặc và 2 ml benzen), lắc đều, ngâm trong cốc nước 60 C trong 5 phút, rót sản phẩm vào cốc nước lạnh. Nêu hiện tượng và giải thích. Thí nghiệm 3: Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 1 ml dung dịch KMnO4 loãng, sau đó thêm tiếp 1 ml benzen vào ống nghiệm thứ nhất và 1 ml toluen vào ống nghiệm thứ hai, lắc đều, quan sát hiện tượng. Ngâm 2 ống nghiệm vào cùng 1 cốc nước sôi trong 5 phút. Nêu hiện tượng, giải thích. Thí nghiệm 4: Lấy 1 ống nghiệm hình chữ Y, cho vào nhánh một 1 ml benzen và nghiêng cho benzen dính vào thành ống nghiệm; cho vào nhánh hai một lượng KMnO4 bằng hạt đậu xanh và 1 ml dung dịch HCl đặc, đậy nút và đưa ống nghiệm ra ngoài ánh sáng. Nêu hiện tượng ở nhánh một và giải thích. 2. a) Đun nóng stiren với H2 (có xúc tác và áp suất thích hợp) thì thu được hỗn hợp sản phẩm hữu cơ. Viết các phương trình hóa học xảy ra và gọi tên các sản phẩm hữu cơ. b) Viết công thức cấu tạo các xilen và viết phương trình hóa học xảy ra khi đun nóng hỗn hợp gồm các xilen với dung dịch KMnO4. Câu 48: Viết các phương trình hoá học của các phản ứng có thể xảy ra khi cho stiren, toluen, propylbenzen lần lượt tác dụng với dung dịch KMnO4 (ở nhiệt độ thích hợp). Câu 49: 1/ Y là hợp chất trong thành phần chỉ gồm nguyên tố X và oxi. Trong Y, oxi chiếm 72,72% về khối lượng. a) Xác định nguyên tố X. b) B là hợp chất chỉ gồm 2 nguyên tố trong đó có X, phân tử khối của B có giá trị trong khoảng 150 < MB < 180. Đốt cháy hoàn toàn m gam B sinh ra đúng m gam nước. B không tác dụng với Br2 (có mặt Fe). Đun nóng hơi B với Br2 có chiếu sáng thu đựơc dẫn xuất monobrom duy nhất. Xác định công thức cấu tạo của B. 0 0 dd KMnO4 d­, t dd HCl t , H2 O c) Từ sơ đồ chuyển hoá: B  D  KCl E  Z Cho biết công thức cấu tạo của D, E, Z. Biết rằng trong Z cũng chỉ chứa nguyên tố X và oxi, trong đó oxi chiếm 50% về khối lượng. 2. Hiđrocacbon X có phân tử khối bằng 128, không làm nhaṭ màu dung dic̣ h Br 2, X tác duṇ g vớ í H 2 (Ni, o t ) tạo ra các sản phẩm Y và Z. Oxi hóa mañ h liêṭ Y taọ sản phẩm là axit o-phtalic (o-C6H4(COOH)2). Xác điṇ h cấu taọ và viết tên của X, Y, Z. Câu 50: 1/ Từ naphtalen và các chất vô cơ cần thiết, viết phương trình chuyển hoá thành axit phtalic. Ghi rõ điều kiện nếu có. 0 KMnO ,t0 2/ Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: A xt,t B 4 C HCl D  PO25 G. Biết G có công thức phân tử C12O9. A là but-2-in. Câu 51: Đốt cháy hoàn toàn 0,02 mol hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon đồng phân A, B, C. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào 5,75 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02M thu được kết tủa và khối lượng dung dịch tăng lên 5,08 gam. Cho Ba(OH)2 dư vào dung dịch thu được, kết tủa lại tăng thêm, tổng khối lượng kết tủa 2 lần là 24,305 gam. a. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon. b. Xác định công thức cấu tạo A, B, C biết: - Cả 3 chất đều không làm mất màu dung dịch brom. - Khi đun nóng với dung dịch KMnO4 loãng trong H2SO4 thì A và B đều cho cùng sản phẩm C9H6O6 còn C cho sản phẩm C8H6O4. - Khi đun nóng với brom có mặt bột sắt A chỉ cho một sản phẩm monobrom. Còn chất B, C mỗi chất cho 2 sản phẩm monobrom. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra. 7