DẠNG 2 BÀI TẬP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ A Lý thuyết và phương pháp giải Hợp chất hữu cơ X có công thức phân tử dạng CxHyOzNt Để xác định được công thức phân tử, dựa vào khối lượng CO2[.]
DẠNG 2: BÀI TẬP LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ A Lý thuyết phương pháp giải Hợp chất hữu X có cơng thức phân tử dạng CxHyOzNt Để xác định công thức phân tử, dựa vào khối lượng CO2, H2O, N2 NH3 (xác định phân tích hợp chất X) Một số cách xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ: Tính trực tiếp m C = 12.n CO ; m H = 2n H O ; m N = 28n N 2 → mO = mX − (mC + mH + mN ) Áp dụng công thức: 12x y 16z 14t M X = = = = mC mH mO m N mX 12x y 16z 14t M X = = = = %C %H %O %N 100 m M %C.M X n CO = Suy ra: x = C X = 12m X 12.100 nX Hay y= m H M X %H.M X 2n H O = = mX 100 nX z= m O M X %O.M X n O( X ) = = 16m X 16.100 nX t= m N M X %N.M X 2n N = = 14m X 14.100 nX 2 2 Tính gián tiếp m m m m %C %H %O %N x:y:z:t = C : H : O : N = : : : 12 16 14 12 16 14 → n CO : 2n H O : n O : 2n N = a : b : c : d 2 → Công thức (CaHbOcNd)n n = → công thức đơn giản MX n= → công thức phân tử 12a + b + 16c + 14d Dựa vào phản ứng đốt cháy y z y t t C x H y O z N t + (x + − )O ⎯⎯ → xCO + H 2O + N 2 ay at a mol ax mol mol mol 2 n CO x = a 2n H O y = a → z = M X − 12x − y − 14t 16 t = 2n N a 2 B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 10 gam hợp chất hữu A, sinh 33,85 gam CO2 6,94 gam H2O Tỉ khối không khí 2,69 Xác định cơng thức phân tử A Hướng dẫn giải: MA = 2,69.29 = 78 gam Do sản phẩm cháy phản ứng CO2 H2O → thành phần A có C, H có O 33,85 mC = 12n CO = 12 = 9,23 gam 44 6,94 m H = 2n H O = = 0,77 gam 18 → mC + mH = 9,23 + 0,77 = 10 gam → A khơng có oxi Đặt cơng thức phân tử A CxHy (x, y nguyên dương) x = 12x y M Áp dụng = = A → mC m H m A y = → Công thức phân tử A C6H6 Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,295 gam chất hữu X chứa C, H, O thu 0,44 gam CO2; 0,225 gam H2O Trong thí nghiệm khác, phân tích lượng chất X cho 55,8 cm3 N2 (đo đktc) Tỉ khối X so với H2 29,5 Lập công thức phân tử X Hướng dẫn giải: MX = 2.29,5 = 59 gam Đặt công thức phân tử X CxHyOzNt 0,44 mC = 12n CO = 12 = 0,12 gam 44 2 m H = 2n H O = 2 mN = 0,225 = 0,025 gam 18 55,8 2.14 = 0,06975 mol 1000.22,4 → mO = 0,295 – 0,12 – 0,025 – 0,06875 = 0,08125 gam 12x y 16z 14t M X Áp dụng công thức: = = = = mC mH mO m N mX 12x y 16z 14t 59 = = = = 0,12 0,025 0,08125 0,06975 0,295 → → x = 2; y = 5; z = 1; t = Vậy công thức phân tử X C2H5ON Ví dụ 3: Trộn 200 ml hợp chất A (C, H, O) với 1000 ml O2 dư đốt thu hỗn hợp khí tích 1600 ml Cho nước ngưng tụ cịn lại 800 ml cho qua dung dịch KOH dư thấy cịn lại 200 ml Xác định cơng thức phân tử A, biết khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất Hướng dẫn giải: Theo đầu bài: VH O = 1600 − 800 = 800 ml VCO = 800 − 200 = 600 ml VO (du ) = 200 ml → VO (pu ) = 1000 − 200 = 800 ml 2 Đặt công thức phân tử A CxHyOz y z y t C x H y O z + (x + − )O ⎯⎯ → xCO + H 2O 2 y z y ml (x + − ) ml x ml ml 2 200 800 600 800 → = 200 y z − 2= x = y 800 600 1600 x+ x = → y = z = Vậy công thức phân tử A C3H8O2 C Bài tập tự luyện Câu 1: Khi đốt lít khí X cần lít O2 sau phản ứng thu lít CO2 lít nước Biết khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất CTPT X là: A C2H6O B C3H8O C C3H8 D C2H6 Câu 2: Khi đốt lít khí X cần lít O2 thu lít CO2 lít H2O (các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất) CTPT X là: A C4H10O B C4H8O2 C C4H10O2 D C3H8O Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hợp chất hữu X cần 7,84 lít O2 thu 5,6 lít khí CO2 (đktc), 4,5 gam H2O 5,3 gam Na2CO3 CTPT X là: A C2H3O2Na B C3H5O2Na C C3H3O2Na D C4H5O2Na Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,6 gam hợp chất hữu X cho sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có gam kết tủa khối lượng bình tăng thêm 1,24 gam Tỉ khối X so với H2 15 CTPT X là: A C2H6O B CH2O C C2H4O D CH2O2 Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn gam hợp chất hữu X thu 4,4 gam CO2 1,8 gam H2O Biết tỉ khối X so với He (MHe = 4) 7,5 CTPT X A CH2O2 B C2H6 C C2H4O D CH2O Câu 6: Đốt 0,15 mol hợp chất hữu thu 6,72 lít CO2 (đktc) 5,4 gam H2O Mặt khác đốt thể tích chất cần 2,5 thể tích O2 Các thể tích đo điều kiện nhiệt độ, áp suất CTPT hợp chất : A C2H6O2 B C2H6O C C2H4O2 D C2H4O Câu 7: Phân tích 1,5 gam chất hữu X thu 1,76 gam CO2 ; 0,9 gam H2O 112 ml N2 đo 0oC atm Nếu hóa 1,5 gam chất X 127o C 1,64 atm người ta thu 0,4 lít khí chất X CTPT X : A C2H5ON B C6H5ON2 C C2H5O2N D C2H6O2N Câu 8: Đốt cháy lít hiđrocacbon với thể tích khơng khí (lượng dư) Hỗn hợp khí thu sau H2O ngưng tụ tích 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư cịn 16,5 lít, cho hỗn hợp khí qua ống đựng photpho dư cịn lại 16 lít Xác định CTPT hợp chất biết thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất O2 chiếm 1/5 khơng khí, cịn lại N2 A C2H6 B C2H4 C C3H8 D C2H2 Câu 9: Đốt cháy hoàn tồn hiđrocacbon 0,5 lít hỗn hợp với CO2 2,5 lít O2 thu 3,4 lít khí Hỗn hợp sau ngưng tụ hết nước cịn 1,8 lít, tiếp tục cho hỗn hợp khí cịn lại qua dung dịch kiềm dư cịn lại 0,5 lít khí Các thể tích đo điều kiện nhiệt độ, áp suất CTPT hiđrocacbon : A C4H10 B C3H8 C C4H8 D C3H6 Câu 10: Cho 400 ml hỗn hợp gồm nitơ hiđrocacbon vào 900 ml oxi (dư) đốt Thể tích hỗn hợp thu sau đốt 1,4 lít Sau cho nước ngưng tụ cịn 800 ml hỗn hợp, người ta cho lội qua dung dịch KOH thấy cịn 400 ml khí Các thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất Công thức phân tử chất hữu là: A C3H8 B C2H4 C C2H2 D C2H6 ĐÁP ÁN Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu Câu C A B B D D C A B Câu 10 D ...n CO x = a 2n H O y = a → z = M X − 12x − y − 14t 16 t = 2n N a 2 B Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 10 gam hợp chất hữu A, sinh 33,85 gam CO2 6,94 gam... phân tử A Hướng dẫn giải: MA = 2,69.29 = 78 gam Do sản phẩm cháy phản ứng CO2 H2O → thành phần A có C, H có O 33,85 mC = 12n CO = 12 = 9,23 gam 44 6,94 m H = 2n H O = = 0,77 gam 18 → mC + mH = 9,23... = 1600 − 800 = 800 ml VCO = 800 − 200 = 600 ml VO (du ) = 200 ml → VO (pu ) = 1000 − 200 = 800 ml 2 Đặt công thức phân tử A CxHyOz y z y t C x H y O z + (x + − )O ⎯⎯ → xCO + H 2O 2 y z y ml (x