30 Bài tập công thức tính liên kết pi (2024) có đáp án

Bài tập công thức tính liên kết pi

1. Lí thuyết và phương pháp giải

1.1 Khái niệm

Liên kết pi là liên kết cộng hóa trị được tạo nên khi hai thùy của một obitan nguyên tử tham gia xen phủ với hai thùy của electron orbital khác tham gia liên kết. Liên kết pi (liên kết π) với kí tự Hy Lạp π trong tên của liên kết này ám chỉ các orbital p.

1.2 Công thức tính

Số liên kết π hợp chất hữu cơ mạch hở A, công thức được kí hiệu là CxHy hoặc CxHyOz dựa vào mối liên quan của số mol CO₂; H₂O thu được khi đốt cháy A được tính theo công thức sau:

A là CxHy hoặc CxHyOz mạch hở, cháy cho nCO₂ – nH₂O = k.nA thì A có số π=k+1

Lưu ý: Hợp chất CxHyOz có số

1.3 Phương pháp giải

Để làm bài tập dạng này ta cần lưu ý:

Tính chất cơ bản của hiđrocabon không no là tham gia phản cộng để phá vỡ liên kết pi.

Đối với hiđrocacbon mạch hở số liên kết π được tính theo công thức: C_xH_y

Số liên kết 

Đối với mạch vòng thì 1π = 1 vòng ta xem số mol liên kết π được tính bằng = số mol phân tử nhân số liên kết π

Ví dụ: Có a mol C_nH_2n+2-2k thì số mol liên kết π = a.k. Hiđrocacbon không no khi tác dụng với H₂ hay halogen thì:

Như vậy số mol liên kết π bằng số mol H₂ hay Br₂ phản ứng. Từ đây người ta có thể giải các bài toán đơn giản hơn. Phương pháp này thường áp dụng với bài toán hiđrocacbon không no cộng.

H₂ sau đó cộng brom. Khi đó ta có công thức sau:

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 14,28 gam hỗn hợp X chứa C₄H₈, C₄H₆, C₄H₄, C₄H₂ và H₂ thu được 1,04 mol khí CO₂. Mặt khác, nếu cho một ít bột Ni vào bình kín chứa hỗn hợp X trên rồi nung nóng một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với H₂ là 17,85. Biết các chất trong X đều có mạch hở. Nếu sục toàn bộ Y vào dung dịch nước Br₂ dư thì số mol Br₂ phản ứng tối đa là

A. 0,54

B. 0,52

C. 0,48

D. 0,46

Đáp án: A. 0,54

Bảo toàn khối lượng:

$n_{H_{2}O}=\frac{1}{2}{n}_H=\frac{m_X-m_C}{2}=\frac{14,28-1,04.12}{2}=0,9mol$

Bảo toàn số liên kết $\mathrm{\pi }$ trong phản ứng đốt cháy:

$n_{C{O}_2}-n_{H_{2}O}=(k-1).n_X\to k{n}_X=0,14+n_X$

$n_Y=\frac{14,28}{2.17,85}=0,4\to n_{H_{2}pu}=n_x-0,4$

Bảo toàn số liên kết $\mathrm{\pi }$ trong phản ứng với brom: k.n_X = n _{hiđro phản ứng} +n_brom

0,14 + n_X = n_X – 0,4 + n_brom $\to n_{B{r}_2}=0,54mol$

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm 0,02 mol C₂H₂; 0,03 mol C₂H₄ và 0,07 mol H₂, đun nóng hỗn hợp X với xúc tác Ni, sau một thời gian thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H₂ là 9,375. Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có a mol brom tham gia phản ứng. Giá trị của a là

A. 0,03

B. 0,04

C. 0,05

D. 0,06

Đáp án: A. 0,03

n_X = 0,02 + 0,03 + 0,07 = 0,12 mol; m_X = 0,02.26 + 0,03. 28 + 0,07.2 = 1,5 gam

Bảo toàn khối lượng có: m_X = m_Y = 1,5 gam

$\to n_Y=\frac{1,5}{2.9,375}=0,08mol$

Số mol hiđro phản ứng = n_X – n_Y = 0,12 – 0,08 = 0,04 mol

Bảo toàn số mol $\mathrm{\pi }$ ta có:

0,02.2 + 0,03.1 = a + 0,04 $\to a=0,03mol$

3. Bài tập vận dụng

Bài 1: Hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H₂ và 0,1 mol vinylaxetilen. Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1. Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom (dư) thì có a mol brom tham gia phản ứng. Giá trị của a là

A. 0,2

B. 0,05

C. 0,04

D. 0,1

Đáp án: D. 0,1

n_X = 0,3 + 0,1 = 0,4 mol

m_X = 0,3.2 + 0,1.52 = 5,8 gam

Bảo toàn khối lượng: m_Y = 5,8 gam; M_Y = 29 $\to n_Y=0,2mol$

n_{hidro phản ứng} = 0,4 – 0,2 = 0,2 mol

Bảo toàn số mol $\mathrm{\pi }$ ta có:

3.0,1 = a + 0,2 $\to a=0,1mol$

Bài 2: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H₂ là 27,25 gồm: butan, but-1-en và vinylaxetilen. Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp X thu được tổng khối lượng của CO₂ và H₂O là m gam. Mặt khác, khi dẫn 0,15 mol hỗn hợp X trên vào bình đựng dung dịch brom dư thấy a gam brom phản ứng. Giá trị m và a lần lượt là

A. 43,95 và 42

B. 35,175 và 42

C. 35,175 và 21

D. 43,95 và 21

Đáp án: B. 35,175 và 42

m_X = n_X.M_X = 0,15. 27,25. 2 = 8,175 g; $n_{C{O}_2}=0,15.4=0,6mol$

Bảo toàn khối lượng: $n_H=\frac{m_H}{1}=\frac{8,175-0,6.12}{1}=0,975mol$

Bảo toàn nguyên tố: $n_{H_{2}O}=\frac{1}{2}{n}_H=0,4875mol$

Suy ra m = 0.6.44 + 0,4875. 18 = 35,175g

Gọi số liên kết $\mathrm{\pi }$ của X là k

Bảo toàn liên kết $\mathrm{\pi }$: $\left\{\begin{array}{c}0,6-0,4875=(k-1).0,15\\ 0,15k=n_{B{r}_2}\end{array}\right.\to n_{B{r}_2}=0,2625$

Suy ra a= 0,2625.160 = 42 gam

Bài 3: Hỗn hợp khí A gồm 0,5 mol H₂ và 0,25 mol hai ankin X, Y kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (M_X < M_Y). Nung A một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp B có tỉ khối so với H₂ bằng 9,25. Dẫn hỗn hợp B qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng brom tham gia phản ứng là 40 gam. Công thức phân tử của Y là

A. C₃H₄

B. C₂H₂

C. C₄H₆

D. C₃H₆

_{Đáp án: A. C3H4}

n_A= 0,75 mol; M_B = 9,25.2 = 18,5; n_brom = 0,25 mol

Bảo toàn mol $\mathrm{\pi }$ ta có: n_{hidro phản ứng} = 0,25.2 – 0,25 = 0,25 mol

$\to n_B=n_A-n_{H_{2}pu}=0,75-0,25=0,5mol$

Ta có: m_A = m_B = 0,5.18,5 = 9,25g

Gọi công thức ankin có dạng C_nH_2n-2

Ta có: 0,5.2 + 0,25.(14n -2) = 9,25

2 ankin là C₂H₂ và C₃H₄ và Y là C₃H₄

Bài 4: Hỗn hợp X gồm 0,15 mol axetilen; 0,1 mol vinylaxetilen; 0,1 mol etilen và 0,4 mol hiđro. Nung hỗn hợp X với niken xúc tác,sau một thời gian được hỗn hợp Y có tỉ khối đối với hiđro bằng 12,7. Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa đủ với a mol dung dịch Br₂. Giá trị của a là

A. 0,25

B. 0,35

C. 0,45

D. 0,65

Đáp án: C. 0,45

n_X = 0,15 + 0,1 + 0,1 + 0,4 = 0,75 (mol);

m_X = 0,15. 26 + 0,1. 52 + 0,1.28 + 0,4.2 = 12,7 g

Bảo toàn khối lượng có m_X = m_Y $\to {\overline{M}}_X.n_X={\overline{M}}_Y.n_Y$

$\to n_Y=0,5mol$

- $n_{H_2}$ _{phản ứng} = n_X – n_Y = 0,75- 0,5 = 0,25(mol)

- Bảo toàn số mol liên kết $\mathrm{\pi }$: 0,15.2 + 0,1.3 + 0,1.1 = a + 0,25 $\to a=0,45mol$

Bài 5: Cho hỗn hợp X gồm 0,1 mol C₂H₄ 0,2 mol C₂H₂ và 0,7 mol H₂. Nung X trong bình kín với xúc tác Ni. Sau một thời gian thu được 0,8 mol hỗn hợp Y. Cho Y phản ứng vừa đủ với 100ml dd Br₂ a mol/l. Tìm giá trị a

A. 0,2 M

B. 0,3 M

C. 2 M

D. 3 M

Đáp án: D. 3 M 

n_X = 0,1 + 0,2 + 0,7 = 1 mol

$\to$ n_{đihro phản ứng} = n_X – n_Y = 1 - 0,8 = 0,2 mol

Bảo toàn số mol $\mathrm{\pi }$ ta có:

0,1.1 + 0,2.2 = n_{hidro phản ứng} + n_brom = 0,2 + n_brom $\to$ n_brom = 0,3 mol

$\to$ a = 0,3 : 0,1 = 3M

Bài 6: Hỗn hợp khí X gồm 0,6 mol H₂ và 0,15 mol vinylaxetilen. Nung nóng X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp Y có tỉ khối so với H₂ bằng 10. Dẫn hỗn hợp Y qua dung dịch brom dư, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn khối lượng brom tham gia phản ứng là

A. 8 gam

B. 16 gam

C. 12 gam

D. 24 gam

Đáp án: D. 24 gam

n_X = 0,6 + 0,15 = 0,75 mol; m_X= 0,6.2 + 0,15.52 = 9gam

Bảo toàn khối lượng ta có m_trước = m_sau $\to$m_Y = 9gam

${\overline{M}}_Y=20\Rightarrow n_Y=\frac{9}{20}=0,45mol$

Ta có n_{đihro phản ứng} = n_X – n_Y = 0,75 - 0,45 = 0,3 mol

Bảo toàn số mol $\mathrm{\pi }$ ta có: 0,15.3 = n_{hidro phản ứng} + n_brom = 0,3 + n_brom

$\to$ n_brom = 0,15.3 – 0,3 = 0,15 mol

m_brom = 0,15.160 = 24 gam

Bài 7: Hỗn hợp khí X gồm H₂ và C₂H₄ có tỉ khối so với He là 3,75. Dẫn X qua Ni nung nóng, thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He là 5. Hiệu suất của phản ứng hiđro hóa là

A. 25%

B. 30%

C. 40%

D. 50%

Đáp án: D. 50%

Phương trình phản ứng: $C_2{H}_4+H_2\stackrel{Ni,t^o}{\to }{C}_2{H}_6$

Bảo toàn khối lượng ta có m_trước = m_sau $\to {\overline{M}}_X.n_X={\overline{M}}_Y.n_Y$

$\to \frac{n_X}{n_Y}=\frac{{\overline{M}}_Y}{{\overline{M}}_X}=\frac{5}{3,75}=\frac{4}{3}$

$\to$Coi n_X = 4 mol; n_Y = 3 mol

Hỗn hợp X có ${\overline{M}}_X=3,75.4=15$

Bảo toàn mol $\mathrm{\pi }$: n_giảm = 4-3 =1mol =$n_{H_2}$ _{phản ứng} = $n_{C_2{H}_4}$_{phản ứng}

$\to \%H=\frac{1}{2}.100\%=50\%$

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học hay khác:

30 Bài tập về cách viết công thức cấu tạo (2024) có đáp án

30 Bài tập về hợp chất vô cơ (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về hoá hợp (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về phương trình hoá học (2024) có đáp án chi tiết nhất

30 Bài tập về phản ứng hóa học (2024) có đáp án chi tiết nhất