Phản ứng cracking là gì? Tổng hợp lý thuyết, Cơ chế và Bài tập

Phản ứng cracking là gì? Cơ chế phản ứng cracking? Lý thuyết và bài tập phản ứng cracking?…Bài viết dưới đây của DINHNGHIA.VN sẽ giúp bạn tìm hiểu chi tiết về chủ đề trên, cùng tìm hiểu nhé!. 

Tìm hiểu phản ứng cracking là gì?

Định nghĩa phản ứng cracking

Trong điều kiện kèm theo có nhiệt độ, áp suất cao và xúc tác thì ankan hoàn toàn có thể bị bẻ gãy mạch C tạo thành những ankan và anken nhỏ hơn .

Cơ chế của phản ứng cracking

• Cracking được biết đến là quá trình trong đó các hợp chất hữu cơ phức tạp như kerogen hay các hydrocarbon cấu trúc lớn bị phá vỡ thành các hợp chất đơn giản hơn như các hydrocarbon nhẹ hơn, qua cách bẻ gãy các liên kết giữa các nguyên tử carbon trong các hợp chất trên.

  Bạn đang đọc: Phản ứng cracking là gì? Tổng hợp lý thuyết, Cơ chế và Bài tập

• Tốc độ phản ứng của cracking cũng như những loại sản phẩm sau cuối đều phụ thuộc vào rất nhiều vào nhiệt độ và sự xuất hiện của những chất xúc tác. Cracking làm phá vỡ những ankan lớn thành những anken nhỏ hơn và hữu dụng hơn. Quá trình này thường yên cầu nhiệt độ cao và áp suất cao .

Một số phản ứng cracking thường gặp

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

Khi triển khai phản ứng cracking butan thì sẽ thu được hỗn hợp gồm những ankan và anken như : ( 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 cracking pentan (C_{5}H_{12}) 

Khi thực thi cracking butan thì sẽ thu được hỗn hợp gồm những ankan và anken như : ( 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 cracking

Dạng 1: Cracking butan

Ví dụ 1: Crackinh 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_{4}H_{8}, C_{4}H_{10}) dư. Dẫn A lội qua bình nước brom dư thấy có 20 mol khí đi ra khỏi bình (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 số mol 1:1). Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thu được a mol (CO_{2}).

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

Cách giải

1. Phương trình phản ứng :

( C_ { 4 } H_ { 10 } overset { t, xt ^ { circ } } { rightarrow } CH_ { 4 } + C_ { 3 } H_ { 6 } )
( C_ { 4 } H_ { 10 } overset { t, xt ^ { circ } } { rightarrow } C_ { 2 } H_ { 6 } + C_ { 2 } H_ { 4 } )
( C_ { 4 } H_ { 10 } overset { t, xt ^ { circ } } { rightarrow } H_ { 2 } + C_ { 4 } H_ { 8 } )
Số mol anken thu được :
( n_ { anken } = 35 – 20 = 15 , mol )
Số mol butan bắt đầu là :
( n_ { bd } = n_ { butan } = n_ { s } – n_ { anken } = 35 – 15 = 20 , mol )
Hiệu suất cracking butan là :
H = ( H = frac { ( n_ { s } – n_ { bd } ) } { n_ { bd } } ). 100 %
= ( H = frac { ( 35-20 ) } { 20 } ). 100 % = 75 %
2. Đốt cháy hỗn hợp A là đốt cháy butan :

Vậy số mol ( CO_ { 2 } ) thu được khi đốt cháy 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. Thêm 4,48 lít khí hiđro vào X rồi nung nóng với Ni đến phản ứng hoàn toàn thu được 5,824 lít khí hỗn hợp Y. Các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Đốt cháy hoàn toàn Y rồi cho sản phẩm cháy hấp thụ vào nước vôi trong dư. Khối lượng kết tủa tạo thành là bao nhiêu?

Cách giải

Dạng 3: Phản ứng cracking isopentan

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

Cách giải

Ta có :
( n_ { C_ { 5 } H_ { 12 } } = frac { 11,2 } { 22,4 } = 0,5 , ( mol ) )
Đốt cháy 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 ankan
( n_ { X } = n_ { H_ { 2 } O } – n_ { CO_ { 2 } } = 0,6 – 0,5 = 0,1 , ( mol ) )
Suy ra 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 còn dư
Suy ra hiệu suất của phản ứng là :
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 A, B đồng đẳng kế tiếp. Crackinh 11,2 lít (đktc) hỗn hợp X thu được 22,4 lít hỗn hợp Y (đktc) gồm ankan, anken và H2, tỉ khối hơi của Y đối với H2 là 8,2. Vậy công thức phân tử và số mol của A, B lần lượt là bao nhiêu?

Cách giải

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 = 14 n_ { tb } + 2 )
( M_ { Y } = 16,4. 2 = 32,8 = 14 n_ { tb } + 2 )
Vậy CTPT của A và B lần lượt 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 đây của DINHNGHIA.VN đã giúp bạn tổng hợp kiến thức về chuyên đề phản ứng cracking. Chúc bạn luôn học tốt!. 

Xem chi tiết cụ thể qua video của thầy Phạm Thắng :

Xem thêm >>> Hiđro là gì? Tính chất của hidro và Ứng dụng hidro

Xem thêm >>> Hidro sunfua là gì? Chuyên đề Hiđro sunfua và muối sunfua

Rate this post

Please follow and like us :

Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Thông tin cần biết