Bài tập đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon A Lý thuyết và phương pháp giải * Gọi công thức hiđrocacbon là CxHy hoặc CnH2n+2 2k (k là số liên kết + vòng) o n 2n 2 2k 2 t 2 2 3n 1 k C H O nCO n 1 k[.]
Bài tập đốt cháy hỗn hợp hidrocacbon A Lý thuyết phương pháp giải * Gọi công thức hiđrocacbon là: CxHy CnH2n+2-2k (k số liên kết + vòng) 3n k to Cn H 2n 22k O2 nCO2 n k H O * Dựa vào sản phẩm phản ứng đốt cháy: - n CO2 n H2O hỗn hợp đốt cháy chứa ankan - Đốt cháy hỗn hợp ankan anken n CO2 n H2O nankan (trong hỗn hợp) = n H2O n CO2 - n CO2 n H2O hỗn hợp gồm: +) hiđrocacbon (anken xicloankan) có cơng thức CnH2n +) hiđrocacbon ankan CnH2n+2, chất cịn lại có độ bất bão hồ k ≥ +) Đặc biệt hỗn hợp gồm CnH2n+2 CmH2m-2 số mol chất hỗn hợp - Để giải toán cần phối hợp triệt để bảo toàn nguyên tố bảo toàn khối lượng: n O2 n CO2 n H2O m hiđrocacbon mC m H 12n CO2 2n H2O - Khi cho sản phẩm cháy thu qua bình (1) đựng chất hấp thụ H2O như: P2O5, H2SO4 đặc, CaCl2…bình (2) đựng chất hấp thụ CO2 như: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2… khối lượng bình (1) tăng = m H2O khối lượng bình (2) tăng = mCO2 - Nếu cho toàn sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 + Khối lượng bình tăng = mCO2 mH2O + Khối lượng dung dịch tăng = ( mCO2 mH2O ) – m↓ + Khối lượng dung dịch giảm = m↓ - ( mCO2 mH2O ) B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp gồm hiđrocacbon X Y (MY > MX), thu 11,2 lít khí CO2 (đktc) 10,8 gam H2O Cơng thức X A CH4 B C2H4 C C2H6 D C2H2 Hướng dẫn giải: n hh 0,3mol;n CO2 0,5mol;n H2O 0,6mol 0,5 1,66 0,3 Hỗn hợp có CH4 Mặt khác MY > MX X CH4 Đáp án A Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm ankan anken, thu 0,35 mol CO2 0,4 mol H2O Phần trăm số mol ankan X A 25% B 30% C 75% D 70% Hướng dẫn giải: Ta có: Ankan có k = n ankan n H2O n CO2 ; Anken có k = n H2O n CO2 C nankan = 0,4 - 0,35 = 0,05 (mol) 0,05 %n ankan 100% 25% 0,2 Đáp án A Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp M gồm ankan X ankin Y, thu số mol CO2 số mol nước Thành phần phần trăm số mol X Y hỗn hợp M A 20% 80% B 35% 65% C 50% 50% D 75% 25% Hướng dẫn giải: n H2O(X) n H2O(Y) n CO2 (X) n CO2 (Y) n H2O(X) n CO2 (X) n CO2 (Y) n H2O(Y) nX nY %n x %n Y 50% Đáp án C C Luyện tập Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thu 6,72 lít CO2 (đktc) 7,2 g H2O Tính thể tích oxi (đktc) dùng để đốt cháy hồn tồn hỗn hợp X? A 2,24 lít B 6,72 lít C 8,96 lít D 11,2 lít Hướng dẫn giải: n CO2 0,3 mol;n H2O 0,4 mol Bảo toàn nguyên tố oxi n O2 n CO2 n H2O 0,4 0,5mol → n O2 0,3 → VO2 11,2(l) Đáp án D Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon thu số mol CO2 nhỏ số mol nước Hỗn hợp gồm: A ankan B anken C chứa anken D Chứa ankan Hướng dẫn giải: Khi đốt cháy ankan cho số mol CO2 nhỏ số mol nước 3n to Cn H 2n 2 O2 nCO2 (n 1)H 2O Hỗn hợp chứa ankan Đáp án D Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon thu số mol CO2 số mol nước Hỗn hợp hiđrocacbon A ankan B anken C xicloankan D B, C Hướng dẫn giải: y H2O mol O2 ,t Cx H y xCO2 o n CO2 n H2O y 2x Cx H 2x Hỗn hợp anken xicloankan Đáp án D Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn lít hỗn hợp khí gồm C2H2 hiđrocacbon X sinh lít khí CO2 lít H2O (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất) Công thức phân tử X A CH4 B C2H4 C C2H6 D C3H8 Hướng dẫn giải: Tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol n CO2 VCO2 C 2 n hh Vhh Mà C2H2 có nguyên tử C nên X có nguyên tử C 2n H2O 2VH2O 2.2 H 4 n hh Vhh Mà C2H2 có nguyên tử H nên X có nguyên tử H Vậy X C2H6 Đáp án C Câu 5: Hỗn hợp gồm CH4 xicloankan X có tỉ lệ mol 1:1 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu mol CO2 mol nước Công thức X A xiclopropan B metylxiclopropan C xiclobutan D xiclopentan Hướng dẫn giải: - Khi đốt cháy xicloankan cho số mol nước số mol CO2; đốt cháy ankan cho số mol nước lớn số mol CO2 - Ta thấy đốt cháy hỗn hợp cho số mol nước lớn số mol CO2 nên n CH4 n xicloankan n H2O n CO2 1(mol) t CH4 2O2 CO2 2H2O o 1 Cn H 2n n n CO2 n hh mol 3n to O2 nCO2 nH 2O 3 mol 3 Vậy X xiclopropan Đáp án A Câu 6: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hiđrocacbon vào bình đựng dung dịch brom dư Sau phản ứng xảy hồn tồn, có gam brom phản ứng lại 1,12 lít khí Nếu đốt cháy hồn tồn 1,68 lít X sinh 2,8 lít khí CO2 Cơng thức phân tử hai hiđrocacbon (biết thể tích khí đo đktc) A CH4 C2H4 B CH4 C3H4 C CH4 C3H6 D C2H6 C3H6 Hướng dẫn giải: nBrom = 0,025 mol; Sau phản ứng với Br2, khí ankan VCO2 2,8 C 1,67 ankan CH4 VX 1,68 Gọi CTPT hiđrocacbon lại CxHy Tỉ lệ thể tích tỉ lệ số mol O2 CH4 CO2 to 1,12 1,12 O2 Cx H y xCO2 to 0,56 1,68 1,68 0,56 3;n Cx Hy 0,025mol 0,56 22,4 Hiđrocacbon lại anken C3H6 Đáp án C Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon mạch hở, liên tiếp dãy đồng đẳng thu 22,4 lít CO2 (đktc) 25,2 gam H2O Công thức phân tử hiđrocacbon A CH4, C2H6 B C2H6, C3H8 C C3H8, C4H10 D C4H10, C5H12 Hướng dẫn giải: n CO2 1mol;n H2O 1,4mol x n H2O n CO2 nên hiđrocacbon ankan Gọi cơng thức chung chất CnH2n+2 (n>1) n n Ta có: CO2 n H2O n 1,4 n = 2,5 X Y C2H6, C3H8 Đáp án B Câu 8: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 21,2 gồm propan, propen propin Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng CO2 H2O thu A 16,8 gam B 18,60 gam C 18,96 gam D 20,40 gam Hướng dẫn giải: X gồm C3H8, C3H6, C3H4 có nguyên tử C; MX = 21,2.2=42,4 mX = 0,1 42,4 = 4,24 g n CO2 3.n X 3.0,1 0,3mol nC = 0,3 mol mC = 0,3.12=3,6g 4,24 3,6 nH 0,64mol 0,64 mCO2 mH2O 0,3.44 18 18,96g Đáp án C Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp A gồm hiđrocacbon no thu 9,45 g Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư khối lượng kết tủa thu bao nhiêu? A 37,5 g B 52,5 g C 50 g D 30,7 g Hướng dẫn giải: 9,45 n H 2O 0,525 mol 18 n A n H2O n CO2 n CO2 n H2O n A 0,525 0,15 0,375 mol n CaCO3 n CO2 0,375mol mCaCO3 0,375.100 37,5g Đáp án A Câu 10: Hỗn hợp X gồm metan, axetilen propen có tỉ khối so với H 13,1 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X sau dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu 38 gam kết tủa trắng khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị m : A 21,72 gam B 16,68 gam C 22,84 gam D 16,72 gam Hướng dẫn giải: Đáp án C M X 13,1.2 26,2 mX m(C,H) 5,24g Ta có: nX 0,2mol BTNT n 0,38mol nC 0,38 X 0,38mol BTNT nC nCO 0,38mol X 0,68mol nH nH2O 0,34mol m 0,38.44 0,34.18 22,84g ... x %n Y 50% Đáp án C C Luyện tập Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thu 6,72 lít CO2 (đktc) 7,2 g H2O Tính thể tích oxi (đktc) dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X? A 2,24... 100% 25% 0,2 Đáp án A Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm ankan X ankin Y, thu số mol CO2 số mol nước Thành phần phần trăm số mol X Y hỗn hợp M A 20% 80% B 35% 65% C 50% 50% D 75% 25%... n CO2 n H2O y 2x Cx H 2x Hỗn hợp anken xicloankan Đáp án D Câu 4: Đốt cháy hồn tồn lít hỗn hợp khí gồm C2H2 hiđrocacbon X sinh lít khí CO2 lít H2O (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt