Dạng bài: Hidrocacbon không no tác dụng với brom

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

• Liên kết π là liên kết kém bền vững, nên chúng dễ bị đứt ra để tạo thành liên kết với các nguyên tử khác. 
• Ở nhiệt độ thường, hiđrocacbon không no cộng brom vào liên kết pi.

PTTQ:

C_nH_2n+2-2k + kBr₂ → C_nH_2nBr₂

(k là số liên kết trong phân tử)

Nhận xét:

• Khối lượng của bình brom tăng sau p/ư là khối lượng của hidrocacbon tác dụng với brom.
• Tổng khối lượng chất tham gia bằng khối lượng của sản phẩm tạo thành.

1. Tác dụng với lượng vừa brom.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào PTHH , tìm số mol các chất có liên quan.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận.

Ví dụ 1: Sục V lít khí C₂H₄ vào bình brom, sau phản ứng thấy bình tăng lên 5,6 gam. Tính giá trị của V và khối lượng brom phản ứng.

Khối lượng bình brom tăng = mC₂H₄ phản ứng = 5.6 (g)

=> nC₂H₄ = $\frac{5,6}{28}$ =0,2 (mol)

PTHH: C₂H₄   +Br₂→C₂H­₄Br₂

P.ư0,2->0,2

=> V= V_C2H4 = 0,2.22,4 = 4,48 (lit)

Khối lượng brom phản ứng là: mBr₂ = 0,2.160 = 32 (g)

2. Ankin tác dụng không hoàn với brom

• Ankin tác dụng với brom xảy ra hai giai đoạn:

C_nH_2n-2 + Br₂ → C_nH_2n-2Br₂(1)

C_nH_2n-2Br₂   + Br₂ → C_nH_2n-2Br₄   (2)

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào (1) . Xác định số mol Br₂ dư sau p/ư (1) . Đặt số mol Br₂ dư vào p/ư (2). Tìm ra các số mol các chất có liên quan.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 2: Sục 3,36 lít khí axetilen vào dung dịch brom chứa 32 gam Br₂. Tính khối lượng của từng sản phẩm tạo thành.

Ta có: nC₂H₂ = $\frac{3,36}{22,4}$ = 0,15 (mol)

nBr₂ = $\frac{32}{160}$ = 0,2 (mol)

PTHH:C₂H₂ + Br₂→C₂H₂Br₂(1)

Có0,150,2

p.ư0,15-> 0,15-> 0,15

=> Saup.ư (1) C₂H₂ hết => Số mol tính theo số mol C₂H₂

=> nBr_{2 p.ư} = 0,15 (mol) => nBr_{2 dư} = 0,2 – 0,15 = 0,05 (mol)

C₂H₂Br₂+ Br₂→C₂H₂Br₄(2)

Có0,150,05

P.ư0,05 <-0,05-> 0,05

=> Sau p.ư (2) Br₂ hết => Số mol tính theo số mol Br₂

Vậy sản phẩm tạo thành có:

nC₂H₂Br₂ = 0,15 – 0,05 = 0,1 (mol) => mC₂H₂Br₂ = 0,1.186 = 18,6 (g)

nC₂H₂Br₄= 0,05 (mol)=> mC₂H₂Br₄ = 0,05.346 = 17,3 (g)

3. Hỗn hợp hidrocacbon không no tác dụng với brom

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH. Gọi số mol của từng khí trong hỗn hợp đầu là x, y.
• Bước 3: Đặt số mol x, y tương ứng vào PTHH. Tìm số mol các chất có liên quan theo x, y.
• Bước 4: Lập 2 phương trình theo x, y. Giải hệ pt tìm x, y.
• Bước 5: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 3: Cho 2,24 lít (đktc) hỗn hợp X gồm C₂H₄ và C₂H₂ lội chậm qua bình đựng dung dịch Br₂ dư thấy khối lượng bình tăng thêm 2,7 gam. Tính % theo thể tích của từng khí trong hỗn hợp X.

Ta có: n_hh = $\frac{2,24}{22,4}$ = 0,1 (mol)

Khối lượng bình brom tăng = khối lượng của C₂H₄ và C₂H₂ phản ứng = 2,7 (g)

Gọi số mol của C₂H₄ và C₂H₂ trong hỗn hợp ban đầu lần lượt là x, y (mol)

PTHH:C₂H₄   +   Br₂→C₂H­₄Br₂

P.ư        x->         x        ->x

           C₂H₂   +2Br₂→C₂H­₂Br₄

P.ư        y         ->2y      -> y

Theo PTHH ta có:

n_hh = x + y = 0,1 (mol)

m_hh = mC₂H­₄ + mC­₂H₂ = 28x + 26y = 2,7 (g)

Giải hệ phương trình : x + y = 0,1 và 28x + 26y = 2,7=> x = 0,05 (mol); y = 0,05 (mol)

Trong hỗn hợp X, % thể tích = % số mol:

%C₂H₄ = %C₂H₂ = $\frac{0,05}{0,1}$.100% = 50%

4. Hỗn hợp hidrocacbon no và không no tác dụng với brom

• Hidrocacbon không no tác dụng với brom còn hidrocacbon no thì không.

Phương pháp giải:

• Bước 1: Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
• Bước 2: Viết PTHH.
• Bước 3: Đặt số mol vào PTHH, tìm số mol các chất có liên quan.
• Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài và kết luận

Ví dụ 4: Hỗn hợp A gồm CH₄ và C₂H₂ . Cho 0,896 lít hỗn hợp A đi qua dung dịch brom dư, sau phản ứng thấy thoát ra 0,336 lít khí. Xác định khối lượng brom phản ứng.

Ta có: nA = $\frac{0,896}{22,4}$ = 0,04 (mol)

Khi cho A sục qua dung dịch Br₂ dư => Chỉ có C­₂H₂ phản ứng

=> Khí thoát ra là CH₄ => nCH₄ = $\frac{0,336}{22,4}$ = 0,015 (mol)

Mặt khác: nA = nCH₄ + nC₂H₂ = 0,04 => nC₂H₂ = 0,025 (mol)

PTHH:C₂H₂   +2Br₂→C₂H₂Br₄

P.ư     0,025  -> 0,05

=> Khối lượng brom phản ứng là: mBr₂ = 0,05.160 = 8 (g)