Chuyên đề phản ứng cracking: Cơ chế, lý thuyết và Bài tập

Phản ứng crackinh là gì? Cơ chế phản ứng crack? Lý thuyết và bài tập về phản ứng crackinh?… Bài viết dưới đây của Tip.edu.vn sẽ giúp bạn tìm hiểu sâu hơn về chủ đề trên, chúng ta cùng tìm hiểu nhé !.

Phản ứng crackinh là gì?

Định nghĩa phản ứng crackinh

Trong điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác cao, ankan có thể bị đứt mạch C tạo thành ankan và anken nhỏ hơn.

Cơ chế của phản ứng crackinh

• Cracking được biết đến là quá trình trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp như kerogens hoặc hydrocacbon có cấu trúc lớn bị phá vỡ thành các hợp chất đơn giản hơn như hydrocacbon nhẹ hơn, bằng cách phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử. nguyên tử cacbon trong các hợp chất này.
• Tốc độ của phản ứng cracking cũng như các sản phẩm cuối cùng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và sự có mặt của chất xúc tác. Cracking phá vỡ các ankan lớn thành các anken nhỏ hơn và hữu ích hơn. Quá trình này thường yêu cầu nhiệt độ cao và áp suất cao.

Một số phản ứng crackinh thông thường

Phản ứng crackinh butan (C_ {4} H_ {10} )

Khi thực hiện phản ứng crackinh butan sẽ thu được hỗn hợp các ankan và anken: (C_ {4} H_ {8}, H_ {2}, CH_ {4}, C_ {3} H_ {6}, C_ {2} H_ {6}, C_ {2} H_ {4} ),…

• Phương trình phản ứng:

(C_ {4} H_ {10} rightarrow C_ {4} H_ {8} + H_ {2} )

(C_ {4} H_ {10} rightarrow CH_ {4} + C_ {3} H_ {6} )

(C_ {4} H_ {10} rightarrow C_ {2} H_ {6} + C_ {2} H_ {4} )

(C_ {4} H_ {10} rightarrow C_ {3} H_ {8} + CH_ {2} )

Phản ứng crackinh Pentan (C_ {5} H_ {12} )

Khi crackinh butan sẽ thu được hỗn hợp ankan và anken: (C_ {5} H_ {10}, H_ {2}, CH_ {4}, C_ {3} H_ {6}, C_ {2} H_ { 6}, C_ {2} H_ {4} ),…

Phương trình phản ứng:

(C_ {5} H_ {12} rightarrow C_ {4} H_ {10} + CH_ {2} )

(C_ {5} H_ {12} rightarrow C_ {3} H_ {8} + C_ {2} H_ {4} )

(C_ {5} H_ {12} rightarrow C_ {2} H_ {6} + C_ {3} H_ {6} )

(C_ {5} H_ {12} rightarrow CH_ {4} + C_ {4} H_ {8} )

(C_ {5} H_ {12} rightarrow H_ {2} + C_ {5} H_ {10} )

Các dạng bài tập về phản ứng crackinh

Dạng 1: Bẻ butan

Ví dụ 1: Cracking butan thu được 35 mol hỗn hợp A gồm (CH_ {4}, C_ {2} H_ {6}, H_ {2}, C_ {2} H_ {4}, C_ {3} H_ {6}, C_ Phần còn lại {4} H_ {8}, C_ {4} H_ {10} ). Dẫn A qua bình đựng nước brom dư thấy có 20 mol khí bay ra (biết rằng chỉ có (C_ {2} H_ {4}, C_ {3} H_ {6}, C_ {4} H_ {8} ) phản ứng với (Br_ {2} ) và đều theo tỉ lệ mol 1: 1). Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được a mol (CO_ {2} ).

1. Tính hiệu suất của phản ứng tạo thành hỗn hợp A.
2. Tính giá trị của a.

Dung dịch

1. Phương trình phản ứng:

(C_ {4} H_ {10} overset {t, xt ^ { circle}} { rightarrow} CH_ {4} + C_ {3} H_ {6} )

(C_ {4} H_ {10} overset {t, xt ^ { circle}} { rightarrow} C_ {2} H_ {6} + C_ {2} H_ {4} )

(C_ {4} H_ {10} overset {t, xt ^ { circle}} { rightarrow} H_ {2} + C_ {4} H_ {8} )

Số mol anken thu được:

(n_ {anken} = 35 – 20 = 15 , mol )

Số mol butan ban đầu là:

(n_ {bd} = n_ {butan} = n_ {s} – n_ {alken} = 35 – 15 = 20 , mol )

Hiệu suất crackinh butan là:

H = (H = frac {(n_ {s} -n_ {bd})} {n_ {bd}} ) .100%

= (H = frac {(35-20)} {20} ). 100% = 75%

2. Đốt cháy A là đốt butan:

Vậy số mol (CO_ {2} ) thu được khi đốt hỗn hợp A là 80 mol.

Dạng 2: Cracking pentan

Ví dụ 2: Cracking pentan một thời gian thu được 1,792 lít hỗn hợp X chỉ gồm các hiđrocacbon. Cho 4,48 lít khí hiđro vào X rồi nung với Ni đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 5,824 lít hỗn hợp khí Y. Các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Đốt cháy hoàn toàn Y rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dd nước vôi trong dư. Khối lượng kết tủa tạo thành là bao nhiêu?

Dung dịch

Dạng 3: Phản ứng crackinh isopentan

Ví dụ 3: Thực hiện phản ứng crackinh 11,2 lít hơi isopentan (dktc) thu được hỗn hợp A chỉ gồm ankan và anken. Hỗn hợp A gồm 7,2 gam một chất X khi đốt cháy thu được 11,2 lít khí cacbonic và 10,8 gam nước. Hiệu suất của phản ứng này là bao nhiêu?

Dung dịch

Chúng ta có:

(n_ {C_ {5} H_ {12}} = frac {11,2} {22,4} = 0,5 , (mol) )

Đốt X được:

(n_ {CO_ {2}} = frac {11,2} {22,4} = 0,5 , (mol) )

(n_ {H_ {2} O} = frac {10,8} {18} = 0,6 , (mol)> n_ {CO_ {2}} )

Vậy X là một ankan

(n_ {X} = n_ {H_ {2} O} – n_ {CO_ {2}} = 0,6 – 0,5 = 0,1 , (mol) )

Số C trong X là: ( frac {0,5} {0,1} = 5 )

Số H trong X là: ( frac {2.0,6} {0,1} = 12 )

Vậy X là isopentan dư

Hiệu suất của phản ứng được tính như sau:

H% = ( frac {0,5-0,1} {0,5} ). 100% = 80%

Dạng 4: Cracking hỗn hợp ankan

Ví dụ 4: Một hỗn hợp X gồm hai ankan đồng đẳng kế tiếp A và B. Nung 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X thu được 22,4 lít hỗn hợp Y (đktc) gồm ankan, anken và H.2, tỉ khối hơi của Y so với H2 là 8,2. Công thức phân tử và số mol của A và B lần lượt là?

Dung dịch

Chúng ta có:

( frac {M_ {Y}} {M_ {X}} = frac {n_ {Y}} {n_ {X}} )

(M_ {Y} = 8,2,2 = 16,4 )

(M_ {Y} = 16,4,2 = 32,8 = 14n_ {tb} + 2 )

(M_ {Y} = 16,4,2 = 32,8 = 14n_ {tb} + 2 )

Vậy CTPT của A và B là: (C_ {2} H_ {6}, C_ {3} H_ {8} )

( frac {n_ {A}} {n_ {B}} = frac {4} {1} = frac {0,4} {0,1} )

Như vậy, bài viết trên của Tip.edu.vn đã giúp các bạn tổng hợp kiến ​​thức về chủ đề phản ứng crackinh. Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!.

Xem chi tiết qua video của anh Phạm Thắng:

Xem thêm >>> Hydrogen là gì? Tính chất của hiđro và ứng dụng của hiđro

Xem thêm >>> Hydro sunfua là gì? Chủ đề Hiđro sunfua và muối sunfua