KHAI THÁC ĐỘ BẤT BÃO HÒA TRONG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠ

NG PHÁP 8: KHAI THÁC B T BÃO HÒA TRONG PH N NG T CHÁY H P CH T H U C PH B T BÃO HÒA I b t bão hòa c a h p ch t h u c đ i l c đ ng đ c tr ng cho đ không no c a phân t h p ch t h u b t bão hịa có th đ c ký hi u k, a,  , Th ng ký hi u k Gi s m t h p ch t h u c có cơng th c phân t CxHyOzNt t ng s liên k t  vịng c a phân t c g i đ b t bão hịa c a phân t Cơng th c tính đ b t bão hịa : k=  [số nguyên tử.(hóa trị nguyên tố − 2)] + 2 i v i h p ch t CxHyOzNt, ta có : k= x(4 − 2) + y(1 − 2) + z(2 − 2) + t(3 − 2) + 2x − y + t + = (k  k  N) 2 II PH N NG T CHÁY H P CH T H U C S đ ph n ng đ t cháy hiđrocacbon O , to Cn H 2n + −2k ⎯⎯⎯ → nCO2 + (n + − k)H O Suy : nC H = nCO − n H O 2 k −1 S đ ph n ng đ t cháy d n xu t ch a oxi c a hiđrocacbon n n+2−2 k O , to Cn H 2n + −2k Ox ⎯⎯⎯ → nCO2 + (n + − k)H O Suy : nC H n+2−2 k Ox = nCO − n H O 2 k −1 S đ ph n ng đ t cháy d n xu t ch a nit , oxi c a hiđrocacbon n O , to Cn H 2n +2 −2k + t Ox N t ⎯⎯⎯ → nCO2 + (n + − k + 0,5t)H O + 0,5tN Suy : nC H n n+2−2 k +t Ox Nt = nCO2 − n H2O k − − 0,5t Nh v y : Khi đ t cháy h p ch t h u c ch a C, H ho c ch a C, H, O : (k − 1)nC H x y Cx Hy Oz = nCO − n H O 2 Còn đ t cháy h p ch t ch a nit ho c ch a đ ng th i c oxi nit thì: (k − − 0,5t)nC H N x y t hoaëc Cx Hy Oz Nt = nCO − n H O 2 III B NG M I LIÊN H GI A S MOL H2O, CO2 V I S H U C TRONG PH N NG T CHÁY HI ROCACBON MOL C A H P CH T Tên hiđrocacbon b t Công th c phơn M i quan h gi a s mol H2O, CO2 bão hòa t t ng quát s mol h p ch t h u c k ph n ng đ t cháy CnH2n+2-2k (k − 1)n Cn H2 n+2−2 k = n CO2 − n H2O Ankan k=0 CnH2n+2  n H2O  nCO2  n = n H2O − nCO2   C n H2 n+2 Xicloankan ho c Anken k=1 CnH2n n H O = n CO Ankađien ho c Ankin k=2 CnH2n-2 nCO  n H O 2  nCn H2 n−2 = nCO2 − n H2O Benzen Ankylbenzen k=4 CnH2n-6 nCO  n H O   nCO2 − n H2O  n C n H n −6 =  2 D N XU T CH A OXI C A HI ROCACBON Tên d n xu t b t Công th c phơn M i quan h gi a mol H2O, mol CO2 bão hòa t t ng quát vƠ mol h p ch t h u c ph n k ng đ t cháy CnH2n+2-2kOx (k − 1)n Cn H2 n+2−2 k Ox = n CO2 − n H2O Ancol no, đ n ch c, m ch k = 0, h ho c ete no, đ n ch c, x = m ch h CnH2n+2O n H O  nCO 2  = n  Cn H2 n+2O n H2O − nCO2 Ancol no, đa ch c, m ch k = 0, h x2 CnH2n+2Ox n H O  nCO 2  n =  Cn H2 n+2Ox n H2O − nCO2 Ancol khơng no, phân t có liên k t C=C, m ch h , đ n ch c Anđehit no, đ n ch c, m ch h ho c xeton no, đ n ch c, m ch h Anđehit khơng no, có liên k t C=C đ n ch c, m ch h , có liên k t C=C ho c xeton no, đ n ch c, m ch h Axit no, đ n ch c, m ch h ho c este no, đ n ch c, m ch h Axit khơng no, có liên k t C=C, đ n ch c, m ch h ho c este khơng no, có liên k t C=C, đ n ch c, k = 1, x=1 CnH2nO n H O = n CO k = 1, x=1 CnH2nO n H O = n CO k = 2, x=1 CnH2n-2O nCO  n H O 2  nCn H2 n−2O = nCO2 − n H2O k = 1, x=2 CnH2nO2 n H O = n CO k = 2, x=1 CnH2n-2O2 nCO  n H O 2  nCn H2 n−2O2 = nCO2 − n H2O 2 2 m ch h D N XU T CH A NIT , OXI C A HI ROCACBON Tên d n xu t b t Công th c phơn M i quan h gi a mol H2O, mol CO2 bão hòa t t ng quát vƠ mol h p ch t h u c ph n k ng đ t cháy CnH2n+2-2k+tOxNt (k − − 0,5t)n Cn H2 n+2−2 k+t Ox Nt = n CO2 − n H2O Amin no, đ n ch c, m ch k = 0, h x = 0, t=1 Amino axit no, m ch h , k = 1, phân t có nhóm x = 2, –COOH nhóm –NH2 t = CnH2n+3N ipeptit t o b i amino k = 2, axit no, m ch h , phân t x = 3, có nhóm –COOH t = nhóm –NH2 CnH2nO3N2 Tripeptit t o b i amnino k = 3, axit no, m ch h , phân t x = 4, có nhóm –COOH t = nhóm –NH2 CnH2n-1O4N3 Tetrapeptit t o b i amnino k = 4, axit no, m ch h , phân t x = 5, có nhóm –COOH t = nhóm –NH2 CnH2n-2O5N4 n C n H n +3 N = CnH2n+1O2N n H2O − nCO2 nCn H2 n+1O2 N = 1,5 n H2O − nCO2 0,5 n CO = n H O 2 nCn H2 n+1O4 N3 = nCO2 − n H2O 0,5 nCn H2 n−2O5N4 = nCO2 − n H2O IV PHÂN D NG BÀI T P VÀ CÁC Vệ D MINH H A S d ng m i liên h gi a đ b t bão hòa k v i s mol c a h p ch t h u c s mol CO2, H2O, giúp ta gi i nhanh d ng t p liên quan đ n ph n ng đ t cháy h p ch t h u c t cháy hiđrocacbon Ví d 1: t cháy hoàn toàn h n h p X g m hai hiđrocacbon (t l s mol : 1) có công th c đ n gi n nh t khác nhau, thu đ c 2,2 gam CO2 0,9 gam H2O Các ch t X A m t anken m t ankin B hai ankađien C hai anken D m t ankan m t ankin ( thi n sinh i h c kh i B n m 2012) H ng d n gi i Cách : Nh n xét đánh giá Vì hai hiđrocacbon có cơng th c đ n gi n nh t khác nên chúng thu c dãy đ ng đ ng khác Lo i ph ng án B C Theo gi thi t, đ t cháy X, thu đ c n CO2 = n H2O = 0,5mol t cháy anken, thu đ c n CO2 = n H2O t cháy ankan, thu đ c n H2O  n CO2 t cháy ankin, thu đ c n CO2  n H2O Nên đ t cháy h n h p g m 1anken ankin n CO2  n H2O (lo i A) V y đáp án D Cách : D a vào đ b t bão hòa Vì hai hiđrocacbon có cơng th c đ n gi n nh t khác nên chúng thu c dãy đ ng đ ng khác Lo i ph ng án C B t công th c trung bình c a hai hiđrocacbon C n H 2n + 2−2k Ta có : (k − 1)n C H n n +2−2 k = n CO − n H O =  (k − 1) =  k =  Lo i A đ i v i h n h p anken 2 0,05 0,05 ankin k  V y h n h p hai ch t X g m ankan (k = 0) vaø ankin (k = 2) Ví d 2: Khi đ t cháy hồn tồn V lít h n h p khí g m CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu đ 28,8 gam H2O Giá tr c a V : A 8,96 B 11,20 C 13,44 D 15,68 H c 44 gam CO2 ng d n gi i CH4, C2H6, C3H8 đ u ankan Khi đ t cháy ankan, ta có : nC H n n+2 = n H O − n CO = 0,6 mol  VC H 1,6 n n +2 (ñktc) = 0,6.22,4 = 13,44 lít Ví d 3: Khi đ t cháy hồn tồn 7,84 lít h n h p khí g m CH4, C2H6, C3H8, C4H10 (đktc) thu đ khí CO2 (đktc) x gam H2O Giá tr c a x : A 6,3 B 13,5 C 18,0 D 19,8 H c 16,8 lít ng d n gi i CH4, C2H6, C3H8, C4H10 đ u ankan Khi đ t cháy ankan, ta có : n Ankan = n H2O − n CO2  n H2O = n Ankan + n CO2 = 7,84 16,8 + = 1,1 mol 22,4 22,4 V y x = mH O = 18.1,1 = 19,8 gam Ví d 4: oxi hóa hoàn toàn m gam m t hiđrocacbon X c n 17,92 lít O2 (đktc), thu đ (đktc) CTPT c a X : A C3H8 B C4H10 C C5H12 D C2H6 H c 11,2 lít CO2 ng d n gi i Theo b o tồn ngun t O, ta có : n CO + n H O = n O  n H O = 0,6  n H O  n CO  X laø Cn H 2n +2 0,5 ? 2 2 0,8 S C c a ankan : n = nCO nC H n 2 n +2 = nCO n H O − nCO 2 = 0,5 =  X laø C5H12 0,6 − 0,5 Ví d 5: H n h p khí A g m etan propan t cháy h n h p A thu đ c khí CO2 h i H2O theo t l th tích 11:15 a Thành ph n % theo th tích c a C2H6 h n h p : A 81,48% B 55% C 71,87% D 25% b Thành ph n % theo kh i l ng c a C3H8 h n h p : A 18,52% B 45% C 28,13% D 81,48% H ng d n gi i i v i ch t khí h i, t l th tích b ng t l s mol nên n CO2 : n H2 O = 11:15 Ch n n CO2 = 11 mol; n H2O = 15 mol A g m C2H6, C3H8 ankan nên : n C2 H6 + n C3H8 = n H2O − n CO2 = 15 − 11 = (1) Áp d ng b o tồn ngun t C, ta có : 2n C2 H6 + 3n C3H8 = n CO2 = 11 (2) nC H = 1 T (1) (2) suy :   %VC2 H6 = 100% = 25% nC3H8 = Thành ph n ph n tr m v kh i l ng c a C3H8 : %m C H = 3.44 100% = 81,48% 3.44 + 1.30 Ví d 6: t cháy h t m gam đ ng đ ng c a benzen A, B thu đ c 4,05 gam H2O 7,728 lít CO2 (đktc) Giá tr c a m s t ng s mol c a A, B : A 4,59 0,04 B 9,18 0,08 C 4,59 0,08 D 9,14 0,04 H ng d n gi i t công th c phân t trung bình c a A B Cn H2n−6 Theo gi thi t, ta có : n H2O = 4,05 7,728 = 0,225 mol; nCO = = 0,345 mol 18 22,4 ng c a hai ch t A, B : m = mC + mH = 0,225.2 + 0,345.12 = 4,59 gam Kh i l Vì hai ch t A, B đ ng đ ng c a benzen nên ta có : nCO − n H O 0,345 − 0,225 = 0,04 mol 3 Ví d 7: t cháy hồn tồn 6,72 lít h n h p A (đktc) g m CH4, C2H6, C3H8, C2H4 C3H6, thu đ lít khí CO2 (đktc) 12,6 gam H2O T ng th tích c a C2H4 C3H6 (đktc) h n h p A : A 5,60 B 3,36 C 4,48 D 2,24 nA, B = 2 = c 11,2 H ng d n gi i Cách : Tính tốn theo ph ng trình ph n ng Trong h n h p A, thay ch t CH4, C2H6, C3H8 b ng m t ch t CnH2n+2 (x mol); thay ch t C2H4, C3H6 b ng m t ch t CmH2m (y mol) Suy x + y = 0,3 (*) Các ph ng trình ph n ng : 3n + to O2 ⎯⎯ → nCO2 + (n + 1)H2O → nx → (n + 1)x 3m to + O2 ⎯⎯ → mCO2 + mH2O my → my → Cn H2n +2 + mol : x Cm H2m mol : y (1) (2) T (1) (2) ta th y : x = n H2O − n CO2 = 0,2 mol  y = 0,1 mol V y V(C H , C3H6 ) đktc = 0,1.22,4 = 2,24 lít Cách : S d ng cơng th c (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O Các ch t CH4, C2H6 C3H8 đ u có cơng th c chung Cn H2n+2 t cháy Cn H2n+2 n H2O − n CO2 = n Cn H2 n+2 (1) Các ch t C2H4 C3H6 đ u có cơng th c chung Cm H2m t cháy Cm H2m n H2O − n CO2 = (2) L y (1) + (2), suy : Khi đ t cháy h n h p Cn H2n+2 Cm H2m n H2 O −  n CO2 = n Cn H2 n+2 nC H =  n H O −  nCO = 0,2 2  n n +2  0,7 0,5 Ta có :   VC H (đktc) = 0,1.22,4 = 2,24 lít m 2m nCm H2 m =  n(Cn H2 n+2 , Cm H2 m ) − nCn H2 n+2 = 0,1  0,3 0,2 Ví d 8: t cháy hoàn toàn h n h p A g m CH4, C2H6, C3H8, C2H2, C3H4, C4H6 thu đ 18a gam H2O T ng ph n tr m v th tích c a ankan A : A 30% B 40% C 50% D 60% c a mol CO2 H ng d n gi i Cách : Tính tốn theo ph ng trình ph n ng Theo gi thi t ta th y : Khi đ t cháy h n h p A thu đ c s mol CO2 b ng s mol H2O b ng a mol Trong h n h p A, thay ch t C2H2, C3H4, C4H6 b ng ch t CnH2n-2 (x mol) ; thay ch t CH4, C2H6, C3H8 b ng m t ch t CmH2m+2 (y mol) Ph ng trình ph n ng : 3n − to O2 ⎯⎯ → nCO2 + (n − 1)H2 O nx → (n − 1)x → 3m + to O2 ⎯⎯ + → mCO2 + (m + 1)H2O my → (m + 1)y → Cn H2n −2 + mol : x Cm H2m +2 mol : y Theo gi thi t ta th y : Khi đ t cháy h n h p A thu đ V y t (1) (2) suy : (1) (2) c s mol CO2 b ng s mol H2O b ng a mol nx + my = (n − 1)x + (m + 1)y  x = y  %VCm H2 m+2 = %VCn H2 n−2 = 50% Cách : S d ng công th c (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O t công th c chung c a ch t CH4, C2H6, C3H8 Cn H2n+2 t cháy Cn H2n+2 n Cn H2 n+2 = n H2O − n CO2 (1) t công th c chung c a ch t C2H2, C3H4, C4H6 Cm H2m −2 t cháy Cm H2m −2 n Cm H2 m−2 = n CO2 − n H2O (2) L y (1) – (2), ta có : nC H n n+2 − nC m H2 m−2 =  nH O −  nCO =  nC H a n n+ = nC m H2 m−2 a V y ph n tr m v th tích c a ankan h n h p 50% Ví d 9: H n h p khí X g m hiđrocacbon đ ng đ ng k ti p t cháy hoàn toàn X b ng 64 gam O2 r i d n s n ph m thu đ c qua bình đ ng Ca(OH)2 d thu đ c 100 gam k t t a Khí kh i bình có th tích 11,2 lít 0oC 0,4 atm Ph n tr m theo kh i l ng c a hiđocacbon có kh i l ng ph n t l n : A 78,95% B 50% C 53,65% D 21,05% H ng d n gi i T gi thi t, suy : 100 64 11,2.0,4 nCO = nCaCO = = mol; n O phaûn ứng = n O ban đầu − n O dư = − = 1,8 mol 2 100 32 0,082.273 Áp d ng b o toàn nguyên t O, ta có : nO = nCO + n H O  n H O = 1,6 mol  2 1,8 T (*) suy X g m hai ankan nC H n n +2 2 n H2 O nCO  (*) ? t công th c phân t trung bình c a hai ankan Cn H2n +2 = nH2O − nCO2 = 0,6 mol  n = nCO2 nC H n = n +2 = 0,6 V y hai ankan X CH4 C2H6 C n c vào t ng s mol c a CH4 C2H6 b o tồn ngun t C, ta có :  0,2.16 nCH + nC H = 0,6 n CH = 0,2 %m CH = 100% = 21,05%  4 + 0,2.16 0,4.30      n + 2nC H = nCO = n C2 H6 = 0,4    CH4 %m C2 H6 = 78,95%  Ví d 10: X h n h p g m hai hiđrocacbon th khí đ t cháy h t 10,2 gam X c n 25,76 lít O2 (đktc) H p th tồn b s n ph m cháy vào n c vôi d đ c m gam k t t a a Giá tr m : A 30,8 gam B 70 gam C 55 gam D 15 gam b Có m y c p hiđrocacbon th a mãn tính ch t ? A B C D H ng d n gi i S n ph m c a ph n ng đ t cháy X CO2 H2O Theo b o toàn nguyên t O b o tồn kh i l ng, ta có : 2nCO + n H O = nO = 2,3 2  nCO = 0,7 1,15   n H O  nCO  X goàm ankan   2 44nCO2 + 18n H2O = m X + m O2 = 47 n H2O = 0,9  10,2 1,15.32 Theo b o toàn nguyên t C, ta có : nCaCO = nCO = 0,7 mol  mCaCO = 0,7.100 = 70 gam S nguyên t cacbon trung bình : C = n CO = n H O − n CO 0,7 = 3,5 0,9 − 0,7 Vì X th khí s ngun t cacbon trung bình c a hai ankan 3,5 nên ch c ch n có m t ankan C4H10, ankan cịn l i có th CH4 ho c C2H6 ho c C3H8 V y có c p hiđrocacbon th a mãn tính ch t : CH hoaëc  C4 H10 C2 H6 C H hoaëc   C4 H10 C4 H10 Ví d 11: t cháy 2,14 gam h n h p A g m h p ch t ankan X xicloankan Y (t l mol t ng ng : 3) thu đ c 3,36 lít CO2 (đktc) S ngun t cacbon có phân t c a X Y t ng ng : A B C D H Ta có : nC = n CO2 = ng d n gi i 3,36 2,14 − 0,15.12 = 0,15  n H = = 0,34  n H O = 0,17 mol 22,4 t công th c c a ankan xicloankan l n l t CnH2n+2 CmH2m Khi đ t cháy h n h p ankan xicloankan, ta có : nC H n n +2 =  n H O −  nCO = 0,02 mol 0,17 0,15   n C H : n Cm H m = : Vì  n n+2  nC H = 0,03 mol m 2m nC H = 0,02   n n +2 Áp d ng b o tồn ngun t C, ta có : 0,02n + nC ankan 0,03m n C xicolankan 0,15  m = n = = n C CO2 Ví d 12: H n h p X g m axetilen, etilen hiđrocacbon A cháy hoàn toàn thu đ c CO2 H2O theo t l mol 1:1 D n X qua bình đ ng dung d ch brom d th y kh i l ng bình t ng lên 0,82 gam, khí kh i bình đem đ t cháy hồn tồn thu đ c 1,32 gam CO2 0,72 gam H2O Ph n tr m v th tích c a A X là: A 75 B 50 C 33,33 D 25 ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên Nguy n Hu – Hà N i, n m h c 2012 – 2013) H ng d n gi i t cơng th c trung bình c a ba hiđrocacbon C n H 2n + 2−2k Ta có : (k − 1)nC H n = nCO − n H O =  (k − 1) =  k = 2 n+2−2 k Vì axetilen (C2H2, có k = 2), etilen (C2H4, có k = 1), m t khác k = nên hiđrocacbon A ph i có k = (ankan) có ph n tr m s mol b ng ph n ph n tr m s mol c a C2H2 Ta có : n A = n H O − nCO = 0,01 mol  CA = 0,04 0,03 Suy : nC H = nC H = 0,01 mol  n C H = 2 V y %VA (C3H8 ) = nCO2 nA = 0,03 = A C3H8 0,01 0,82 − 0,01.26 = 0,02 mol 28 0,01 100% = 25% 0,01 + 0,01 + 0,02 t cháy d n xu t ch a oxi c a hiđrocacbon Ví d 1: t cháy hồn tồn h n h p X g m 0,07 mol m t ancol đa ch c 0,03 mol m t ancol không no, có m t liên k t đơi, m ch h , thu đ c 0,23 mol khí CO2 m gam H2O Giá tr c a m A 5,40 B 2,34 C 8,40 D 2,70 ( thi n sinh i h c kh i A n m 2013) H ng d n gi i S nguyên t cacbon trung bình c a hai ancol : Cancol = nCO2 nancol = 0,23 = 2,3 0,07 + 0,03 Vì ancol khơng no ph i có s nguyên t C l n h n ho c b ng 3, suy ancol hai ch c C2H4(OH)2 Nh v y, h n h p X g m m t ancol no m t ancol không no, có liên k t  Khi đ t cháy h n h p X, hi u s mol H2O CO2 c a ancol không no (k = 1) b ng 0, hi u s mol H2O CO2 c a ancol no (k = 0) b ng s mol ancol Suy : n C2 H4 (OH)2 =  n H2O −  n CO2   n H2O = 0,3  m = m H2O = 0,3.18 = 5,4 gam 0,07 ? 0,23 Ví d 2: t cháy hoàn toàn m gam h n h p ancol đ n ch c, thu c c̀ng dãy đ ng đ ng, thu đ lít khí CO2 (đktc) 5,4 gam H2O Giá tr c a m A 4,72 B 5,42 C 7,42 D 5,72 ( thi n sinh i h c kh i A n m 2010) H ng d n gi i Khi đ t cháy h n h p X g m ancol đ n ch c, thu đ c : c 3,808 nH O = 5,4 3,808 = 0,3  n CO = = 0,17  X g m ancol no, đ n ch c 18 22,4 n ancol = n H O − n CO = 0,3 − 0,17 = 0,13  n O ancol = n ancol = 0,13 2 ng, ta có : m ancol = 0,17.12 + 0,3.2 + 0,13.16 = 4,72 gam Áp d ng b o toàn kh i l mC ancol m H ancol m O ancol Ví d 3: Kh este no, đ n ch c, m ch h X b ng LiAlH4, thu đ c ancol nh t Y t cháy hoàn toàn Y thu đ c 0,2 mol CO2 0,3 mol H2O t cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu đ c t ng kh i l ng CO2 H2O A 24,8 gam B 28,4 gam C 16,8 gam D 18,6 gam ( thi n sinh i h c kh i A n m 2012) H ng d n gi i Kh este no, đ n ch c , m ch h s thu đ c ancol no, đ n ch c, m ch h n CO n CO 0,2 2 = =2 S nguyên t C ancol : Cancol = n ancol n H O − n CO 0,3 − 0,2 2 Kh este no, đ n ch c, m ch h X b ng LiAlH4, thu đ công th c CH3COOC2H5 t cháy CH3COOC2H5 thu đ c : n H O = nCO = 4nCH COOC H = 0,4  m(CO 2 2, c ancol nh t Y C2H5OH nên este X có = 0,4(44 + 18) = 24,8 gam H2O) Ví d 4: t cháy hoàn toàn m t l ng ancol X c n v a đ 8,96 lít khí O2 (đktc) thu đ c 6,72 lít khí CO2 (đktc) 7,2 gam H2O Bi t X có kh n ng ph n ng v i Cu(OH)2 Tên c a X A propan-1,3-điol B glixerol C propan-1,2-điol D etylen glicol ( thi n sinh Cao đ ng kh i A kh i B n m 2013) H ng d n gi i Theo gi thi t, đ t cháy X c n 0,4 mol O2, t o thành 0,3 mol CO2 0,4 mol H2O; X ph n ng đ v i Cu(OH)2 Suy X ancol no, đa ch c (có nh t hai nhóm –OH li n k ) Ta có : c n X = n H2O − n CO2 = 0,1 O X =  nCO2   =3   X : C3H8O2 (CH OHCHOHCH3 ) C X = nX   propan −1,2 − ñiol  O X n X + 2n O = 2n CO + n H O 2  Ví d 5: t cháy hoàn toàn h n h p X g m hai ancol no, hai ch c, m ch h c n v a đ V1 lít khí O2, thu đ c V2 lít khí CO2 a mol H2O Các khí đ u đo u ki n tiêu chu n Bi u th c liên h gi a giá tr V1, V2, a A V1 = 2V2 – 11,2a B V1 = V2 +22,4a C V1 = V2 – 22,4a D V1 = 2V2 + 11,2a ( thi n sinh Cao đ ng n m 2012) H ng d n gi i X ancol no, nên ta có : nancol = nH O − nCO = a − 2 V2 22,4 X ancol ch c, nên theo b o tồn ngun t O ta có : 2nancol + 2nO = 2nCO + n H O  2(a − 2 V2 V V ) + = 2 + a  V1 = 2V2 − 11,2a 22,4 22,4 22,4 Ví d 6: t cháy hịan toàn m gam h n h p X g m ba ancol (đ n ch c, thu c c̀ng dãy đ ng đ ng), thu đ c 8,96 lít khí CO2 (đktc) 11,7 gam H2O M t khác, n u đun nóng m gam X v i H2SO4 đ c t ng kh i l ng ete t i đa thu đ c A 7,85 gam B 7,40 gam C 6,50 gam D 5,60 gam ( thi n sinh i h c kh i B n m 2010) H ng d n gi i Khi đ t cháy h n h p X g m ancol đ n ch c, thu đ c : nH O = 11,7 8,96 = 0,65  nCO = = 0,4  X g m ancol no, đ n ch c C n H 2n +1OH 18 22,4 nancol = n H2O − nCO2 = 0,65 − 0,4 = 0,25  n = nCO2 nancol = 1,6 Trong ph n ng ete hóa, theo b o tồn ngun t H, ta có : 2n H O = n C H n OH n +1  nH O = nC H n ng, ta có : Theo b o tồn kh i l OH n +1 = 0,25 = 0,125 m ancol = m ete + m H O  m ete = 0,25(14.1,6 + 18) − 0,125.18 = 7,85 gam mH m ancol 2O Ví d 7: t cháy hoàn toàn m gam h n h p X g m hai ancol đ n ch c, c̀ng dãy đ ng đ ng, thu đ c 15,68 lít khí CO2 (đktc) 17,1 gam n c M t khác, th c hi n ph n ng este hóa m gam X v i 15,6 gam axit axetic, thu đ c a gam este Bi t hi u su t ph n ng este hóa c a hai ancol đ u b ng 60% Giá tr c a a A 15,48 B 25,79 C 24,80 D 14,88 ( thi n sinh Cao đ ng n m 2012) H ng d n gi i Khi đ t cháy h n h p X g m ancol đ n ch c, thu đ c : nH O = 17,1 15,68 = 0,95  n CO = = 0,7  X g m ancol no, đ n ch c 18 22,4 nancol = n H2O − nCO2 = 0,95 − 0,7 = 0,25  Cancol = nCH3COOH = nCO2 nancol = 2,8 15,6 = 0,26  nancol = 0,25  Hi u su t ph n ng tính theo ancol 60 Trong ph n ng este hóa, ta có : n H2O = n ancol phản ứng = n CH3COOH phản ứng = 0,25.60% = 0,15 Theo b o tồn kh i l ng, ta có : mancol + m axit = m este + m H O  m este = (14.2,8 + 18).0,15 + 60.0,15 − 0,15.18 = 14,88 mancol maxit mH 2O Ví d 8: t cháy hoàn toàn m gam h n h p X g m ancol đa ch c, m ch h , có c̀ng s nhóm -OH thu đ c 11,2 lít khí CO2 (đktc) 12,6 gam H2O M t khác n u cho m gam h n h p X tác d ng v i 10 gam Na sau ph n ng thu đ c a gam ch t r n Giá tr c a a m l n l t là: A 13,8 gam 23,4 gam B 9,2 gam 13,8 gam C 23,4 gam 13,8 gam D 9,2 gam 22,6 gam ( thi HSG T nh Thái Bình, n m h c 2011 – 2012) H 10 ng d n gi i nC H O + nO = n CO + n H O 2  n 2n 0,8 ? ?  nCO2 = n H2O = 0,7  0,5 n = n H2 O  CO2 Áp d ng b o toàn kh i l mC H n 2n O ng, ta có : + 32 n O = 44 n CO + 18 n H O  m C H 2 0,8 ? 0,7 n 2n O = 17,8 gam 0,7 Ví d 11: t cháy hoàn toàn x mol axit cacboxylic E, thu đ c y mol CO2 z mol H2O (z = y–x) Cho x mol E tác d ng v i NaHCO3 (d ) thu đ c y mol CO2 Tên c a E : A axit acrylic B axit oxalic C axit ađipic D axit fomic ( thi n sinh i h c kh i A n m 2011) H ng d n gi i c n H2O = n CO2 − n E  n E = n CO2 − n H2O (1) Theo gi thi t, đ t cháy E thu đ M t khác, ta có : (k − 1)n hợp chất hữu = nCO − n H O (2) 2 T (1) (2), suy : k − =  k = i u ch ng t phân t c a E ph i có liên k t  V y E axit khơng no, có liên k t C=C, đ n ch c ho c E axit no, hai ch c Lo i D t cháy E ho c cho E ph n ng v i NaHCO3, thu đ c s mol CO2 nh nhau, ch ng t E có s nguyên t C phân t b ng s nhóm ch c Suy E axit oxalic HOOC − COOH Ví d 12: H n h p X g m axit panmitic, axit stearic axit linoleic trung hòa m gam X c n 50 ml dung d ch NaOH 1M M t khác, n u đ t cháy hoàn toàn m gam X thu đ c 19,04 lít khí CO2 ( đktc) 14,76 gam H2O Ph n tr m s mol c a axit linoleic m gam h n h p X là: A 31,25% B 30% C 62,5% D 60% ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên Nguy n Hu – Hà N i, n m h c 2011 – 2012) H ng d n gi i S d ng công th c (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O , ta th y : Axit panmitic C15H31COOH, axit stearic C17H35COOH phân t đ u có liên k t  (k = 1) Khi đ t cháy axit s cho n CO2 = n H2 O Axit linoleic C17H31COOH có liên k t  (k = 3), đ t cháy cho 2n C17 H31COOH = n CO2 − n H2O V y đ t cháy h n h p axit panmitic, axit stearic axit linoleic, ta có : nC 17 H31COOH ? =  nCO −  n H O  nC 0,85 17 H 31COOH = 0,015 mol 0,82 Trong ph n ng c a X v i NaOH, ta có : nX = nNaOH = 0,05 mol Suy : %n C15H31COOH = 0,015 100% = 30% 0,05 Ví d 11: t cháy hoàn toàn 0,1 mol h n h p R g m anđehit X axit cacboxylic Y (trong phân t X h n Y m t nguyên t cacbon) thu đ c 3,36 lít (đktc) CO2 1,8 gam n c Khi cho 0,2 mol R tác d ng v i dung d ch AgNO3/NH3 d thu đ c m gam Ag Giá tr m là: A 64,8 B 86,4 C 43,2 D 32,4 ( thi th đ i h c l n – THPT Qu nh L u – Ngh An, n m h c 2012 – 2013) H ng d n gi i S nguyên t cacbon trung bình c a hai ch t : 12 C= n CO2 nR Y : HCOOH 0,15  = = 1,5   CH3CHO 0,1  X : OHC − CHO   N u X CH3CHO đ t cháy h n h p R cho n CO2 − n H2O = Trên th c t n CO2 − n H2O = 0,05 , ch ng t X OHC–CHO n OHC−CHO = n CO − n H O = 0,05 mol  n HCOOH = 0,05 mol 2 Suy 0,2 mol R, m i anđehit có 0,1 mol Ta có : nAg = 4nOHC−CHO + 2nHCOOH = 0,6 mol  mAg = 0,6.108 = 64,8 gam Ví d 13: H n h p X g m m t axit cacboxylic no, đ n ch c, m ch h m t ancol đ n ch c, m ch h t cháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu đ c 20,16 lít khí CO2 (đktc) 18,9 gam H2O Th c hi n ph n ng este hóa X v i hi u su t 60%, thu đ c m gam este Giá tr c a m A 15,30 B 12,24 C 10,80 D 9,18 ( thi n sinh i h c kh i B n m 2013) H ng d n gi i t cháy axit cacboxylic no, đ n ch c (k = 1), hi u s mol H2O CO2 b ng t cháy ancol no, đ n ch c (k = 0), hi u s mol H2O CO2 b ng mol ancol Suy hi u s mol H2O mol CO2 đ t cháy X b ng mol ancol T m i liên h gi a mol H2O mol CO2 k t h p v i b o toàn nguyên t O C, ta có : n O ancol = n C H OH = n H O − n CO = 0,15 n n +1 2  1,05 0,9  0,15n + 0,2m = 0,9  m X − m C − m H − m O ancol  = 0,2  m =  n C m H m O2 = 32   n = n.n Cn H2 n+1OH + m.n Cm H2 m O2 = 0,9   Suy : n axit  n ancol  0,2 0,15  m este = (Maxit + Mancol − M H2O ) n este = 9,18 gam  = = n n 60% 0,09 este ancol  74 46 0,09 18 0,15  Ví d 14: t a mol X trieste c a glixerol axit đ n ch c, m ch h thu đ c b mol CO c mol H2O, bi t b – c = 4a Hiđro hóa m gam X c n 6,72 lít H2 (đktc) thu đ c 39 gam X’ N u đun m gam X v i dung d ch ch a 0,7 mol NaOH đ n ph n ng sau đ y cô c n dung d ch sau ph n ng thu đ c gam ch t r n? A 53,2 gam B 61,48 gam C 57,2 gam D 52,6 gam ( thi th đ i h c l n – THPT Qu nh L u – Ngh An, n m h c 2010 – 2011) H ng d n gi i Khi đ t cháy h p ch t h u c ch a C, H, O (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O (1) t a mol X trieste c a glixerol axit đ n ch c, m ch h thu đ c b mol CO2 c mol H2O, v i 4a = b – c (2) T (1) (2), suy : k − =  k = , có liên k t  ba ch c este V y g c hiđrocacbon c a axit liên k t  13 2n X = n H  n = 0,15 mol  0,3 Trong ph n ng v i H2, ta có :   X m X + m H2 = m X' m X = 38,4 gam  0,3.2 Trong ph n ng xà phịng hóa X : nNaOHphảnứng = 3n X = 0,45  0,7  NaOH d nên X ph n ng h t, n C3H5 (OH)3 = n X = 0,15 mol Áp d ng b o toàn kh i l ng, ta có : m X + m NaOH = m chất rắn + m C H 38,4 0,7.40 ?  m chất rắn = 52,6 gam (OH)3 0,15.92 t cháy d n xu t ch a nit ho c ch a c nit vƠ oxi c a hiđrocacbon Ví d 1: t cháy hoàn toàn m t h n h p g m hai amin no, đ n ch c, m ch h thu c dãy đ ng đ ng liên ti p, c n dùng v a đ 0,33 mol O2, ch thu đ c H2O, N2 0,16 mol CO2 Công th c phân t c a hai amin A C3H9N C4H11N B CH5N C3H9N C C2H7N C3H9N D CH5N C2H7N ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên – i h c Vinh, n m h c 2012 – 2013) H ng d n gi i Theo b o tồn ngun t O, ta có : n O = n CO + n H O  n H O = 0,34 mol 0,33 0,16 2 ? S d ng công th c (k − − 0,5t) n amin = nCO − n H O  namin = 0,12  Camin = ? 0,16 0,34 nCO2 namin = 1,333 V y hai amin CH5 N vaø C2 H N Ví d 2: Cho X axit cacboxylic, Y amino axit (phân t có m t nhóm –NH2 ) t cháy hoàn toàn 0,5 mol h n h p g m X Y, thu đ c khí N2; 15,68 lít khí CO2 (đktc) 14,4 gam H2O M t khác, 0,35 mol h n h p ph n ng v a đ v i dung d ch ch a m gam HCl Giá tr c a m là: A 6,39 B 4,38 D 10,22 D 5,11 ( thi n sinh Cao đ ng kh i A kh i B n m 2013) H T gi thi t, suy : C(X, Y) = n CO2 n(X, Y) = ng d n gi i 0,7 = 1,4  X HCOOH (Vì Y amino axit nên phân t ph i 0,5 có nh t nguyên t C) t cháy HCOOH (k = 1), thu đ c s mol CO2 b ng s mol H2O Theo gi thi t, đ t cháy X, Y thu đ c s mol CO2 0,7 mol, s mol H2O 0,8 mol Vì t ng s mol H2O l n h n s mol CO2 nên Y ph i amino axit no, có nhóm –COOH nhóm – NH2 (đ cho) Cơng th c c a Y CnH2n+1O2N (k = 1) nCO2 − nH2O 0,7 − 0,8 Ta có : nCn H2 n+1O2 N = = = 0,2 mol − k − 0,5 − − 0,5 Suy nCn H2 n+1O2N 0,35 mol hỗn hợp = 14 0,35 0,2 = 0,14  n HCl = 0,14  m HCl = 5,11 gam 0,5 Ví d 3: Tripeptit X tetrapeptit Y đ u m ch h Khi th y phân hoàn toàn h n h p g m X Y ch t o m t amino axit nh t có cơng th c H2NCnH2nCOOH t cháy 0,05 mol Y oxi d , thu đ c N2 36,3 gam h n h p g m CO2, H2O t cháy 0,01 mol X oxi d , cho s n ph m cháy vào dung d ch Ba(OH)2 d , thu đ c m gam k t t a Bi t ph n ng đ u x y hoàn toàn Giá tr c a m A 29,55 B 17,73 C 23,64 D 11,82 ( thi n sinh i h c kh i B n m 2013) H ng d n gi i Cách : Xây d ng công th c c a tripeptit, tetrapeptit t amino axit Theo gi thi t, ta th y : Amino axit t o nên X, Y amino axit no, m ch h , có m t nhóm –COOH m t nhóm –NH2, có cơng th c chung CnH2n+1O2N X tripeptit c a amino axit trên, có cơng th c : (3CnH2n+1O2N – 2H2O) = C3nH6n-1O4N3 Y tetrapeptit c a amino axit trên, có cơng th c : (4CnH2n+1O2N – 3H2O) = C4nH8n-2O5N4 Áp d ng b o toàn nguyên t C, H ph n ng đ t cháy Y, ta có : nCO2 = 4n.n Y = 0,2n ; n H2O = (4n − 1) n Y = 0,05(4n − 1) 0,05 0,05 Theo b o tồn kh i l ng, ta có : 0,2n.44 + 0,05(4n − 1)18 = 36,3  n =  X laø C9H17O4N3 mCO mH 2O Áp d ng b o toàn nguyên t C ph n ng đ t cháy X, ta có : n BaCO = n CO = n X = 0,09 mol  m BaCO = 0,09.197 = 17,73 gam 3 0,01 Cách : S d ng cơng th c (k − − 0,5t)n hợp chất hữu = n CO2 − n H2O Amino axit no m ch h , có m t nhóm –COOH m t nhóm –NH2 có cơng th c chung CnH2n+1O2N X tripeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 3) Y tetrapeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 4) Khi đ t cháy Y, ta có : 44nCO + 18n H O = 36,3 nCO = 0,6 2 nCO2 12   CY = = 12  Caminoaxit = =3 n − n = (k − − 0,5t) n   H2 O Y nY n H2O = 0,55  CO2   4 0,05  Nh v y amino axit có nguyên t C, X tripeptit nên s nguyên t C X 3.3 =9 Khi đ t cháy X, theo b o tồn ngun t C, ta có : nBaCO = nCO = nC X = 9nX = 0,09  mBaCO = 0,09.197 = 17,73 gam 3 Ví d 4: X Y l n l t tripeptit tetrapeptit đ c t o thành t c̀ng m t amino axit no m ch h , có m t nhóm -COOH m t nhóm -NH2 t cháy hồn tồn 0,1 mol Y thu đ c s n ph m g m CO2, H2O, 15 N2, t ng kh i l mol O2? A 2,8 mol ng c a CO2 H2O 47,8 gam N u đ t cháy hoàn toàn 0,3 mol X c n B 2,025 mol ( C 3,375 mol D 1,875 mol thi HSG t nh Thái Bình, n m h c 2009 – 2001) H ng d n gi i Amino axit no m ch h , có m t nhóm –COOH m t nhóm –NH2 có cơng th c chung CnH2n+1O2N X tripeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit –CONH– cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 3) Y tetrapeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit –CONH– cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 4) Khi đ t cháy 0,1 mol Y, ta có : 44nCO + 18n H O = 47,8 nCO = 0,8 2 nCO2   CX = =  Camin noaxit = = n − n = (k − − 0,5t) n   H2 O Y nX n = 0,7  CO2  H2O 4 0,1  Nh v y amino axit có nguyên t C, X tripeptit nên s nguyên t C X 2.3 = Khi đ t cháy 0,3 mol X, ta có : nCO = nC trongX = 6n X = 1,8 nCO = 1,8  2  nCO − n H O = (k − − 0,5t) n X  2 n = 1,65  3  H2O 0,3  1,8 Áp d ng b o toàn nguyên t O ph n ng đ t cháy X, ta có : nO(trongX) = 4n X = 1,2  nO(trongY) + nO = nCO + n H O  nO2 = 2,025 mol 2  ? 1,8 1,65  1,2 V BÀI T P V N D NG Bài t p dành cho h c sinh l p 11 12 Câu 1: Khi đ t cháy hồn tồn 7,84 lít h n h p khí g m CH4, C2H6, C3H8 (đktc) thu đ (đktc) x gam H2O Giá tr c a x : D 19,8 A 6,3 B 13,5 C 18,0 16 c 16,8 lít khí CO2 nC H n n +2 = n H2O − nCO2  n H2O = 1,1 mol  m H2O = 1,1.18 = 19,8 gam ? 0,35 0,75 Câu 2: Oxi hố hồn tồn 0,1 mol h n h p X g m ankan S n ph m thu đ c cho qua bình (1) đ ng H2SO4 đ c, bình (2) đ ng dung d ch Ba(OH)2 d kh i l ng c a bình (1) t ng 6,3 gam bình (2) có m gam k t t a xu t hi n Giá tr c a m : A 68,95 gam B 59,1 gam C 49,25 gam D K t qu khác D th y kh i l ng bình t ng kh i l ng c a H2O, k t t a t o bình BaCO3 Do X h n h p ankan nên ta có : nC H n n +2 0,1 = n H2O − nCO2  nCO2 = 0,25 mol  n BaCO3 = 0,25 mol  m BaCO3 = 49,25 gam 0,35 ? Câu 3: t cháy h t h n h p X g m butan, xiclobutan, xiclopentan xiclohexan thu đ CO2 0,40 mol H2O Ph n tr m kh i l ng c a butan có h n h p X : A 27,36% B 26,41% C 31,243% D 26,13% Công th c phân t c a ch t h n h p X C4H10, C4H8, C5H10, C6H12 c 0,375 mol c n H2O = n CO2 Khi đ t cháy C4H8, C5H10, C6H12 thu đ Khi đ t cháy C4H10 n C4 H10 = n H2 O − n CO2 V y đ t cháy h n h p X, ta có : nC H =  n H O −  nCO = 0,025 10 2 0,4 T ng kh i l 0,375 ng c a ch t h n h p X : m X = mC + mH = 0,375.12 + 0,4.2 = 5,3 Ph n tr m kh i l ng butan h n h p X : %m C4 H10 = 0,025.58 100% = 27,36% 5,3 Câu 4: H n h p A g m h p ch t ankan X xicloankan Y (t l mol t ng ng : 3) có t kh i so v i H b ng 21,4 t cháy 3,36 lít h n h p A thu đ c a lít CO2 (đktc) Giá tr c a a : A 9,86 B 8,96 C 10,08 D 4,48    n C n H n +2 : n C m H m = : nC H = 0,06   n n +2   nCn H2 n+2 + nCm H2 m = 0,15  nCm H2 m = 0,09 12n + n = 21,4.2.0,15 = 6,42 C H 2n H O + 12n CO = 6,42 n H O = 0,51  2    VCO = 10,08 n H2O − n CO2 = n Cn H2 n+2 = 0,06  n H2O − n CO2 = 0,06 n CO2 = 0,45 n C = n CO2 ; n H = 2n H2O Câu 5: t cháy hoàn toàn m t hiđrocacbon X thu đ c 6,72 lít CO2 (đktc) 7,2 gam n phân t c a X : A C2H6 B C3H8 C C4H10 D CH4 7,2 6,72 nH O = = 0,4; n CO = = 0,3  n H O  n CO nên X ankan 2 2 18 22,4 S C c a ankan : C = nCO nC H n 2 n +2 = nCO n H O − nCO = 2 c Công th c 0,3 = 0,4 − 0,1 V y ankan C3H8 Câu 6: t cháy hoàn toàn m t hiđrocacbon X thu đ c 0,11 mol CO2 0,132 mol H2O Khi X tác d ng v i khí clo thu đ c s n ph m monoclo Tên g i c a X : A 2-metylbutan B etan 17 C 2,2-đimetylpropan D 2-metylpropan Vì đ t cháy X, thu đ c s mol H2O nhi u h n s mol CO2, nên X ankan CnH2n+2 S C phân t X : n = nCO nC H n = n+2 nCO = n H O − nCO 2 0,11 =  X laø C5H12 0,132 − 0,11 X ph n ng v i Cl2 t o s n ph m monoclo nên X 2-metylbutan : CH3 − CH2 − CH − CH3 | CH3 Ph ng trình ph n ng : ⎯⎯ → CH Cl − CH − CH − CH + HCl | CH3 CH3 − CH − CH − CH + Cl | CH3 aùnh saùng ⎯⎯ → CH − CHCl − CH − CH + HCl | CH ⎯⎯ → CH3 − CH − CCl − CH + HCl | CH3 ⎯⎯ → CH3 − CH − CH − CH Cl + HCl | CH3 Câu 7: t cháy hồn tồn m t ankin X th khí thu đ c H2O CO2 có t ng kh i l ng 23 gam N u cho s n ph m cháy qua dung d ch Ca(OH)2 d , đ c 40 gam k t t a Công th c phân t c a X : A C3H4 B C2H2 C C4H6 D C5H8 Theo gi thi t, đ t cháy X, ta có : m CO2 + m H2O = 23 (1) Theo b o toàn nguyên t C, ta có : nCO = nCaCO = T (1) (2), suy : n H O = 23 − 0,4.44 = 0,3 18 Vì X ankin nên n X = nCO − nH O = 0,1  CX = 40 = 0,4 (2) 100 nCO nX = 0,4 =  X laø C4 H6 0,1 Câu 8: t cháy hoàn toàn h n h p X g m hai hiđrocacbon thu c c̀ng dãy đ ng đ ng r i h p th h t s n ph m cháy vào bình đ ng n c vơi d thu đ c 25 gam k t t a kh i l ng n c vôi gi m 7,7 gam CTPT c a hai hiđrocacon X : C C3H8 C4H10 D C4H10 C5H12 A CH4 C2H6 B C2H6 C3H8 Theo gi thi t, ta có : n CO2 = n CaCO3 = 0,25 mol Kh i l ng dung d ch gi m 7,7 gam nên suy : mCaCO − (m CO + m H O ) = 7,7  m H O = 6,3 gam  n H O = 0,35 mol 25 0,25.44 2 ? H n h p X g m hai ch t đ ng đ ng, đ t cháy X cho n H2O  n CO2 , ch ng t X g m hai ankan t công th c phân t trung bình c a hai ankan X : Cn H2n +2 18 S nguyên t cacbon trung bình c a hai ankan n = nCO nC H n C n c vào ph = n +2 nCO n H2O − nCO2 = 2,5 ng án ta th y hai ankan C2 H6 vaø C3H8 Câu 9: t cháy m t s mol nh c a hiđrocacbon K, L, M ta thu đ c l ng CO2 nh t l s mol n c CO2 đ i v i K, L, M t ng ng 0,5 : : 1,5 Xác đ nh CT K, L, M (vi t theo th t t ng ng) : A C2H4, C2H6, C3H4 B C3H8, C3H4, C2H4 C C3H4, C3H6, C3H8 D C2H2, C2H4, C2H6 t cháy m t s mol nh c a hiđrocacbon K, L, M ta thu đ c l ng CO2 nh nhau, ch ng t K, L, M có c̀ng s nguyên t C Khi đ t cháy M thu đ c nH O = 1,5 = n CO nCO S nguyên t C c a M : n = nC H n 2 n +2 1,5  nên M ankan CnH2n+2 = nCO = n H O − nCO 2 =  M laø C2 H6 1,5 − K, L có c̀ng s nguyên t C v i M nên đ u có hai nguyên t C V y đáp án D Câu 10: H p ch t X hiđrocacbon no phân t có nguyên t cacbon Khi cho X th clo u ki n ánh sáng, t l mol 1:1 ch t o s n ph m th H n h p A g m 0,02 mol X l ng hiđrocacbon Y t cháy h t h n h p A thu đ c 0,11 mol CO2 0,12 mol H2O Tên g i c a X, Y t ng ng : A neopentan metan B metylxiclobutan etan C xiclopentan etan D xiclopentan metan Theo gi thi t X neopentan ho c xiclopentan n H2O − n CO2 = 0,12 − 0,11 = 0,01  0,02 Suy X xiclopentan (C5H10), Y ankan CnH2n+2 v i s mol 0,01 mol S C ankan : n = nCO nC H n 2 n +2 = 0,11 − 0,02.5 =  Y laø CH4 0,01 Câu 11: t cháy hoàn toàn m gam h n h p X g m ancol đ n ch c c̀ng dãy đ ng đ ng thu đ 3,52 gam CO2 1,98 gam H2O Giá tr c a m là: C 1,66 gam D 0,161 gam A 0,83 gam B 1,245 gam ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên H Long, n m h c 2011 – 2012) Khi đ t cháy h n h p X g m ancol đ n ch c, thu đ c : 1,98 3,52 n H2 O = = 0,11  nCO2 = = 0,08  X g m ancol no, đ n ch c 18 44 c n ancol = n H O − nCO = 0,11 − 0,08 = 0,03  n O ancol = n ancol = 0,03mol 2 Áp d ng b o toàn kh i l ng, ta có : m ancol = 0,08.12 + 0,11.2 + 0,03.16 = 1,66 gam mC ancol m H ancol m O ancol Câu 12: t cháy hoàn toàn m t l ng h n h p X g m ancol thu c c̀ng dãy đ ng đ ng thu đ c 6,72 lít khí CO2 (đktc) 9,90 gam H2O N u đun nóng c ng l ng h n h p X nh v i H2SO4 đ c nhi t đ thích h p đ chuy n h t thành ete t ng kh i l ng ete thu đ c : A 6,45 gam B 5,46 gam C 7,40 gam D 4,20 gam ( thi n sinh Cao đ ng n m 2011) Khi đ t cháy h n h p X g m ancol thu đ c : 19 nH O = 9,9 6,72 = 0,55  n CO = = 0,3  X g m ancol no 18 22,4 n ancol = n H2O − n CO2 = 0,55 − 0,3 = 0,25 S nguyên t cacbon trung bình c a ancol : n= nCO2 nancol = 0,3 = 1,2 Suy ph i có ancol có C V y X ancol no, đ n ch c 0,25 Trong ph n ng ete hóa, theo b o tồn ngun t H, ta có : 2n H O = n C H n OH n +1  nH O = nC H n OH = n +1 ng, ta có : Theo b o toàn kh i l 0,25 = 0,125 m ancol = m ete + m H O  m ete = 0,25(14.1,2 + 18) − 0,125.18 = 6,45 gam mH m ancol 2O Câu 13: t cháy hoàn toàn m t l ng h n h p X g m m t s ancol thu c c̀ng dãy đ ng đ ng c n d̀ng 10,08 lít khí O2 (đktc) thu đ c 6,72 lít khí CO2 (đktc) 9,90 gam H2O N u đun nóng 10,44 gam h n h p X nh v i H2SO4 đ c nhi t đ thích h p đ chuy n h t thành ete t ng kh i l ng ete thu đ c là: A 7,74 gam B 6,55 gam C 8,88 gam D 5,04 gam ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên V nh Phúc, n m h c 2011 – 2012) Khi đ t cháy h n h p X g m ancol thu đ c : 9,9 6,72 nH O = = 0,55  n CO = = 0,3  X g m ancol no 2 18 22,4 n ancol = n H2O − n CO2 = 0,55 − 0,3 = 0,25 S nguyên t cacbon trung bình c a ancol : n= nCO2 nancol = 0,3 = 1,2 Suy ph i có ancol có C V y X ancol no, đ n ch c 0,25 S mol ancol 10,44 gam : n C H n OH n +1 = 10,44 = 0,3 mol 14.1,2 + 18 Trong ph n ng ete hóa, theo b o tồn ngun t H, ta có : 2n H O = nC H n OH n+1  nH O = nC H n OH n+1 ng, ta có : Theo b o tồn kh i l = 0,3 = 0,15 mol m ancol = m ete + m H O  m ete = 10,44 − 0,15.18 = 7,74 gam m ancol mH 2O Câu 14: H n h p X g m hai este no, đ n ch c, m ch h t cháy hoàn toàn m t l ng X c n d̀ng v a đ 3,976 lít khí O2 ( đktc), thu đ c 6,38 gam CO2 M t khác, X tác d ng v i dung d ch NaOH, thu đ c m t mu i hai ancol đ ng đ ng k ti p Công th c phân t c a hai este X A C2H4O2 C3H6O2 B C3H4O2 C4H6O2 C C3H6O2 C4H8O2 D C2H4O2 C5H10O2 ( thi n sinh i h c kh i B n m 2009) Theo gi thi t : nO = 20 3,976 6,38 = 0,1775 mol; n CO = = 0,145 mol 22,4 44 Vì h n h p X hai este no, đ n ch c, m ch nên phân t ch có liên k t  cháy X cho n CO2 = n H2O = 0,145 ch c este Khi đ t Trong ph n ng đ t cháy X, áp d ng b o tồn ngun t O, ta có : neste + nO = nCO + n H O  neste = 0,04  C X = ? 0,1775 0,145 0,145 X tác d ng v i dung d ch NaOH, thu đ X h n nguyên t C nCO2 neste = 3,625 c m t mu i hai ancol đ ng đ ng k ti p, ch ng t hai este V y v i CX = 3,625 X C3H6 O2 C4 H8O2 Câu 15: X m t ancol (r u) no, m ch h n c 6,6 gam CO2 Công th c c a X : A C2H4(OH)2 B C3H7OH Theo gi thi t : nCO = t cháy hoàn toàn 0,05 mol X c n 5,6 gam oxi, thu đ C C3H5(OH)3 ( thi n sinh ch i D C3H6(OH)2 i h c kh i B n m 2007) 6,6 5,6 = 0,15; n O2 = = 0,175 44 32 S nguyên t C X : C X = nCO2 nX = 0,15 =3 0,05 Vì X ancol no, m ch h nên ta có : n X = n H O − nCO  n H O = 0,2 mol 0,05 ? 0,15 Áp d ng b o toàn nguyên t O, ta có : O X n X + n O2 = n CO2 + n H2O  O X = ? 0,05 0,175 0,15 0,2 V y công th c phân t c a X C3H8O3 hay C3H5 (OH)3 Câu 16: t cháy hoàn toàn m t ete đ c t o b i ancol đ n ch c X, Y (Y m ch nhánh) r i cho s n ph m cháy h p th h t vào n c vôi d thu đ c 20 gam k t t a kh i l ng dung d ch sau ph n ng gi m 6,88 gam so v i kh i l ng n c vôi ban đ u Kh i l ng phân t c a X (đvC) C 32 D 58 A 74 B 46 ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên – i h c Vinh, n m h c 2012 – 2013) S n ph m cháy h p th vào n c vôi d th y kh i l ng dung d ch gi m, ch ng t l ng k t t a t o thành nhi u h n l ng CO2 H2O Ta có : m dung dịch giảm = m CaCO − (m CO + m H O )  m CO + m H O = 13,12 gam 6,88 M t khác, nCO = nCaCO = 2 2 ? 20 20 13,12 − 0,2.44 = 0,2 mol  nH O = = 0,24 mol 100 18 Do n H2O  n CO2  Ete t o b i X, Y ete no Ta có : nete = n H2O − nCO2 = 0,04  Cete = nCO2 nete = 0,2 = (1) 0,04 Vì Y ancol có m ch nhánh nên s C Y ph i t tr lên (2) T (1) (2), sau Y có C (CH3 (CH3 )CHCH2OH) X có C (CH3OH, M = 32) Câu 17: t cháy hoàn toàn m t l ng h n h p X g m ancol (đ u no, đa ch c, m ch h , có c̀ng s nhóm -OH) c n v a đ V lít khí O2, thu đ c 11,2 lít khí CO2 12,6 gam H2O (các th tích khí đo đktc) Giá tr c a V A 14,56 B 15,68 C 11,20 D 4,48 21 ( Theo gi thi t : n H O = thi n sinh i h c kh i B n m 2010) 12,6 11,2 = 0,7; n CO = = 0,5 18 22,4 Vì X h n h p ancol no, đa ch c, m ch h nên : nancol = n H2O − n CO2 = 0,2  Cancol = nCO2 nancol = 0,5 = 2,5 nên ph i có m t ancol C2H4(OH)2 0,2 V y hai ancol đ u có hai ch c (vì chúng có c̀ng s nhóm –OH) Áp d ng b o tồn ngun t O, ta có : nancol + nO = n CO + n H O  n O = 0,65  VO ñktc = 0,65.22,4 = 14,56 lít 0,2 ? 0,5 2 0,7 Câu 18: t cháy hoàn toàn m gam h n h p X g m hai ancol hai ch c thu c c̀ng dãy đ ng đ ng, thu đ c 39,6 gam CO2 18,9 gam H2O N u cho m gam X tác d ng v a đ v i Na thu đ c gam ch t r n? B 24,3 gam C 25,9 gam D 24,6 gam A 32,9 gam ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên – i h c Vinh, n m h c 2012 – 2013) t cháy X thu đ c n H2O  nCO2 , ch ng t X g m hai ancol no 1,05 0,9 t công th c chung c a X CnH2n(OH)2 nC H n n (OH)2 = n H O  nCO = 0,15 mol  n − OH X = 0,3 mol 1,05 mC H n n (OH)2 0,9 = m C + m H + m O = 0,9.12 + 1,05.2 + 0,3.16 = 17,7 gam Cho X ph n ng v i Na m C H n n (ONa)2 = mC H n n (OH)2 + m taêng = 17,7 + 0,3.22 = 24,3 gam Câu 19: t cháy hoàn toàn a mol m t anđehit X (m ch h ) t o b mol CO2 c mol H2O (bi t b = a + c) Trong ph n ng tráng g ng, m t phân t X ch cho electron X thu c dãy đ ng đ ng anđehit A no, đ n ch c B không no có hai n i đơi, đ n ch c C khơng no có m t n i đơi, đ n ch c D no, hai ch c ( thi n sinh i h c kh i B n m 2007) Ta có : (k − 1) n X = nCO − n H O 2  a  (k − 1) n X = nCO − n H O  k − =  k =  b c 2 b = a + c a a c c +  M t khác, ph n ng tráng g +1 AgNO / NH ,t o +3 ng, m t phân t X ch cho hai electron, ch ng t X ch có m t nhóm 3 –CHO : − C HO ⎯⎯⎯⎯⎯ →− CCOONH4 Vì X có k = có nhóm –CH=O nên cịn liên k t  n m g c hiđrocacbon C=C V y X anđehit khôngno,có nối đôi C = C, đơn chức Câu 20: t cháy hồn tồn anđehit X đ c n X = n CO2 − n H2O Cho 11,52 gam X ph n ng v i l AgNO3 NH3 đ c 69,12 gam Ag Công th c c a X là: A CH2(CHO)2 B CH2=CH-CHO C CH3CHO D HCHO ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên Nguy n Hu – Hà N i, n m h c 2011 – 2012) Khi đ t cháy h p ch t h u c ch a C, H, O (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O 22 ng d M t khác, theo gi thi t : n X = n CO2 − n H2O , suy k − =  k = (k đ b t bão hòa c a phân t ) Do m i ch c –CH=O có liên k t  k = 2, nên phân t X anđehit khơng no, có m t liên k t C=C, đ n ch c (1) ho c X anđehit no, hai ch c (2) N u x y tr ng h p (1)  1 69,2 11,52 n X = n − CHO  n X = n − CHO = n Ag = = 0,32  M X = = 36 (loaïi)  2 108 0,32  2n − CHO = n Ag N u x y tr ng h p (2)  1 69,2 11,52 2n X = n − CHO  n X = n Ag = = 0,16  MX = = 72  X laø OHC − CH2 − CHO  2n n = 4 108 0,16  Ag  − CHO Câu 21*: Chia h n h p g m hai đ n ch c X Y (phân t kh i c a X nh h n c a Y) đ ng đ ng k ti p thành hai ph n b ng : - t cháy hoàn toàn ph n thu đ c 5,6 lít CO2 (đktc) 6,3 gam H2O - un nóng ph n v i H2SO4 đ c 140oC t o thành 1,25 gam h n h p ba ete Hóa h i hồn tồn h n h p ba ete trên, thu đ c th tích c a 0,42 gam N2 (trong c̀ng u ki n nhi t đ , áp su t) Hi u su t c a ph n ng t o ete c a X, Y l n l t : C 40% 20% D 20% 40% A 30% 30% B 25% 35% ( thi n sinh i h c kh i B n m 2011) Khi đ t cháy hai ancol đ n ch c X Y thu đ c : 6,3 5,6 nH O = = 0,35  n CO = = 0,25  X, Y ancol no, đ n ch c C n H 2n +1OH 2 18 22,4 nC H n OH n+1 = n H O − nCO = 0,1  n = 0,35 0,25 nCO2 nC H n = OH n+1 0,25 = 2,5  hai ancol C2H5OH C3H7OH 0,1 0,1 = 0,05 G i s mol c a ancol C2H5OH C3H7OH tham gia ph n ng ete hóa l n l Trong ph n ng ete hóa, ta có : Vì n = 2,5 trung bình c ng c a nên nC H OH = nC H OH = t x y n ancol = n ete = n H O x + y = 0,03 x = 0,02 0,015  ? ?    46x + 60y = 1,25 + 0,015.18 y = 0,01  m ancol = m ete = m H2O  ? 0,015 ? V y hi u su t ph n ng ete hóa (ph n tr m ancol b ete hóa) c a ancol : 0,02 0,01 %C2 H5OH = 100% = 40% ;%C3H 7OH = 100% = 20% 0,05 0,05 Câu 22: H n h p X g m axit panmitic, axit stearic axit linoleic trung hòa m gam X c n 40 ml dung d ch NaOH 1M M t khác, n u đ t cháy hoàn toàn m gam X thu đ c 15,232 lít khí CO (đktc) 11,7 gam H2O S mol c a axit linoleic m gam h n h p X A 0,015 B 0,010 C 0,020 D 0,005 ( thi n sinh i h c kh i B n m 2010) S d ng công th c (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O , ta th y : Axit panmitic C15H31COOH, axit stearic C17H35COOH phân t đ u có liên k t  (k = 1) Khi đ t cháy axit s cho n CO2 = n H2 O 23 Axit linoleic C17H31COOH có liên k t  (k = 3), đ t cháy cho 2n C17 H31COOH = n CO2 − n H2O V y đ t cháy h n h p axit panmitic, axit stearic axit linoleic, ta có : nC 17 H31COOH =  nCO −  n H O  nC 0,68 ? 17 H31COOH = 0,015 mol 0,65 Câu 23*: t cháy hoàn toàn 7,6 gam h n h p g m m t axit cacboxylic no, đ n ch c, m ch h m t ancol đ n ch c (có s nguyên t cacbon phân t khác nhau) thu đ c 0,3 mol CO2 0,4 mol H2O Th c hi n ph n ng este hóa 7,6 gam h n h p v i hi u su t 80% thu đ c m gam este Giá tr c a m A 4,08 B 6,12 C 8,16 D 2,04 ( thi n sinh i h c kh i A n m 2012) S d ng công th c (k − 1)n hợp chất hữu = nCO − n H O , ta th y : 2 Khi đ t cháy axit cacboxylic no, đ n ch c CmH2mO2 (k =1) s cho n CO2 = n H2 O Khi đ t cháy ancol no, đ n ch c CnH2n+2O (k = 0) s cho n Cn H2 n+2O = n H2O − n CO2 Suy : Khi đ t cháy h n h p axit cacboxylic no, đ n ch c ancol no, đ n ch c, ta có : nC H n n +2 O =  n H O −  n CO = 0,1 2 0,4 0,3 7,6 − 0,3.12 − 0,4.2 0,2 − 0,1 = 0,2  nCm H2 m O2 = = 0,05 16 Trong ph n ng đ t cháy, áp d ng b o tồn ngun t C, ta có : nOtrongCm H2 m O2 ,Cn H2 n+2O = 0,05m + soáù mol C axit 0,1n soáù mol C ancol =  n = ancol laø CH 4O   m =  sốùmolCtrongCO2 axit C4 H8O2 0,3 Vì n Cn H2 n+2O = 0,1  n Cm H2 m O2 = 0,05 nên hi u su t ph n ng tính theo axit Trong ph n ng este hóa, ta có :  naxit = nancol = nH2O = 0,05.80% = 0,04  m este = 0,04.88_ 0,04.32 − 0,04.18 = 4,08 gam  m axit + m ancol = meste + m H O  maxit mancol mH O  Câu 24*: t cháy hoàn toàn m gam ch t béo X (ch a triglixerit c a axit stearic, axit panmitic axit béo t đó) Sau ph n ng thu đ c 13,44 lít CO2 (đktc) 10,44 gam n c Xà phịng hố m gam X (H = 90%) thu đ c kh i l ng glixerol là: B 0,828 gam C 1,656 gam D 0,92 gam A 2,484 gam ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên Nguy n Hu – Hà N i, n m h c 2011 – 2012) Khi đ t cháy h p ch t h u c ch a C, H, O (k − 1)n hợp chất hữu = nCO2 − n H2O i v i axit stearic, axit panmitic axit béo no, đ n ch c nên k = Do đ t cháy h n h p axit n CO2 − n H2O = (1) i v i triglixerit c a axit stearic axit panmitic (este c a glixerol v i axit stearic axit panmitic) k = Do đ t cháy thu đ c 2n triglixerit = n CO2 − n H2O (2) T (1) (2) ta có : 2n triglixerit =  n CO −  n H O = 0,02  n triglixerit = 0,01 mol 0,6 0,58 Trong ph n ng xà phịng hóa, ta có : nC H 24 (OH)3 = n triglixerit phản ứng = 0,01.90% = 0,009 mol  m C H (OH)3 = 0,009.92 = 0,828 gam Câu 25*: ipeptit m ch h X tripeptit m ch h Y đ u đ c t o nên t m t aminoaxit (no, m ch h , phân t ch a m t nhóm –NH2 m t nhóm –COOH) t cháy hồn toàn 0,1 mol Y, thu đ c t ng kh i l ng CO2 H2O b ng 54,9 gam t cháy hoàn toàn 0,2 mol X, s n ph m thu đ c cho l i t t qua n c vôi d , t o m gam k t t a Giá tr c a m A 120 B 60 C 30 D 45 ( thi n sinh i h c kh i B n m 2010) Amino axit no m ch h , có m t nhóm –COOH m t nhóm –NH2 có cơng th c chung CnH2n+1O2N X đipeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 2) Y tripeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 3) Khi đ t cháy Y, ta có : 44nCO + 18n H O = 54,9 nCO = 0,9 2 nCO2    = =  Caminoaxit = = C n − n = (k − − 0,5t) n  Y H2 O Y nY n = 0,85  CO2  H2O 3 0,1  Nh v y, amino axit có nguyên t C, X đipeptit nên s nguyên t C X 3.2 = Khi đ t cháy X, theo b o toàn nguyên t C, ta có : nCaCO = nCO = nC X = 6nX = 0,12  mCaCO = 0,12.100 = 120 gam 3 Câu 26*: Tripeptit m ch h X tetrapeptit m ch h Y đ u đ c t o t m t amino axit no, m ch h có nhóm –COOH nhóm –NH2 t cháy hồn tồn 0,1 mol X thu đ c s n ph m g m CO2, H2O, N2 t ng kh i l ng CO2, H2O 36,3 gam N u đ t cháy hoàn toàn 0,2 mol Y c n s mol O2 là: B 1,8 C 2,8 D 3,375 A 1,875 ( thi th đ i h c l n – THPT Chuyên Nguy n Hu – Hà N i, n m h c 2010 – 2011) Amino axit no m ch h , có m t nhóm –COOH m t nhóm –NH2 có cơng th c chung CnH2n+1O2N X tripeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit –CONH– cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 3) Y tetrapeptit t o t amino axit trên, phân t có nhóm peptit –CONH– cịn nhóm –COOH nên k = có nguyên t N (t = 4) Khi đ t cháy X, ta có : 44nCO + 18n H O = 36,3 2 nCO2  nCO2 = 0,6   = =  Camin noaxit = = C n − n = (k − − 0,5t) n  X H2 O X nX  CO2 n H2O = 0,55 3 0,1  Nh v y amino axit có nguyên t C, Y tetrapeptit nên s nguyên t C Y 2.4 = Khi đ t cháy 0,2 mol Y, ta có : nCO = nCtrongY = 8n Y = 1,6 nCO = 1,6  2 nCO − n H O = (k − − 0,5t) n Y   n = 1,4  4  H2O 0,2  1,6 Áp d ng b o toàn nguyên t O ph n ng đ t cháy Y, ta có : nO(trongY) = 5nY =  nO(trongY) + nO = nCO + n H O  nO2 = 1,8 mol 2  ? 1,6 1,4  25 26