Bảo toàn nguyên tố I Cơ sở đặc điểm phương pháp - Tổng số mol nguyên tử nguyên tố X phản ứng tổng số mol nguyên tử X sau phản ứng II Phân loại: 1.Các phản ứng đốt cháy chất hữu Nếu toán toán đốt cháy chất hữu có đặc điểm: + Tất số liệu đề cho dạng thể tích số mol + Đề cho số liệu oxi bảo toàn nguyên tố oxi Chú ý: - Nếu hợp chất hữu chứa kim loại đốt cháy tạo muối cacbonat CO2 Số mol C số mol C CO2 C muối cacbonat - Nếu hợp chất hữu chứa nitơ đốt cháy không khí tạo khí N2 bảo toàn nguyên tố số mol Nito số mol nito hợp chất không khí Các trình chuyển hóa nhóm chức: R-CH2OH RCHO RCOOH Ankan Anken Ancol Anken Nguyên tố C bảo toàn cracking Ankan Ankan + anken III Ví dụ Ví dụ 1: Đốt cháy 10 cm3 tác dụng với 80cm3 sau loại nước lại 65cm3 hỗn hợp có chứa 25cm3 oxi dư Biết thể tích khí điều kiện tiêu chuẩn Thể tích điều kiện tiêu chuẩn Công thức phân tử hợp chất là: A C4H6 ViettelStudy.vn B C4H8 C C4H10 D C5H12 Giải: 10CxHy + 80 O2 25O2 dư + 40CO2 + 5yH2O Bảo toàn nguyên tố: C 10x = 40 x = O 80.2 = 25.2 + 80 + 5y y = Vậy hợp chất C4H6 Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol andehit X đơn chức thẳng thu 12,32 lít O2 điều kiện tiêu chuẩn thu 17,6 gam CO2 Công thức phân tử X là: A CH C-CH2-CHO B CH3(CH2)2-CHO C CH2=CH-CH2-CHO D CH2= C=CH-CHO Giải: Ta có nO2 = 0,55 mol nCO2 = 0,4 mol Từ giả thuyết: 0,1CxHyO + 0,55O2 0,4 CO2 +… H2O Bảo toàn nguyên tố oxi ta có : 0,1 + 0,55.2 = 0,4.2 + nH2O nH2O = 0,4 mol Bảo toàn nguyên tố cacbon ta có: 0,1x = 0,4 x = Bảo toàn nguyên tố Hidro ta có: 0,1y = 2.0,4 y = Vậy đáp án B Ví dụ 3: Trung hòa axit cacboxylic A NaOH vừa đủ Dung dịch sau phản ứng cô cạn thu muối khan Cho muối khan tác dụng với oxi tạo 7,92 gam CO2, 6,36 gam Na2CO3 nước Công thức phân tử X : A HCOOH B C2H3COOH C CH3COOH C2H5COOH Giải: nCO2 = 0,18 mol; nNa2CO3 = 0,06 mol Sơ đồ hóa CxHyCOOH CxHyCOONa Na2CO3 + CO2 + H2O Bảo toàn nguyên tố C: nC(A) = nC(Na2CO3) + nC(CO2) = 0,24 mol ViettelStudy.vn D Bảo toàn nguyên tố Na: nNaOH = 2nNa2CO3 = 0,12 mol = nA Số C(A) = 0,24/0,12 = A CH3COOH Ví dụ 4: Đốt cháy m gam amin đơn chức X không khí vừa đủ thu 1,76 gam CO2 1,26 gam H2O, V lít N2 Công thức phân tử X giá trị V A C2H5NH2 ; 6,72 lít C.C3H7NH2 6,72 lít B C3H7NH2 6,944 lít D C2H5NH2 ; 6,94 lít Giải: Ta có nH2O = 0,07 mol; nCO2 = 0,04 mol Ta có 1,25 n CO2 (P2 ) n C(A) 0,03(mol) VCO2 0,672 lít Đáp án B Bài 4: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm rượu A B ta hỗn hợp ViettelStudy.vn Y gồm olefin Nếu đốt cháy hoàn toàn X thu 1,76 gam CO2 Vậy đốt cháy hoàn toàn Y tổng khối lượng nước CO2 tạo là: A 2,94 gam B 2,48 gam C 1,76 gam D 2,76 gam Hướng dẫn giải H2 O X Y n C(X) n C(Y) n CO2 (do X) n CO2 (do Y) 0,04 (mol) O2 số mol CO2 = n H2O = 0,04 mol Mà Y mCO2 H2O 1,76 (0, 04x18) 2,47(g) Đáp án B Bài 5: Hỗn hợp X gồm rượu no đơn chức A axit no đơn chức B Chia thành phần - Phần 1: Bị đốt cháy hoàn toàn thấy tạo 2,24 lít CO2 (đktc) - Phần 2: Được este hóa hoàn toàn vừa đủ thu este Khi đốt cháy este lượng nước sinh là: A 1,8 gam B 3,6 gam C 19,8 gam gam Hướng dẫn giải P1: n CO2 0,1(mol) Theo định luật bảo toàn nguyên tố bảo toàn khối lượng n C(este) n C(P2 ) n C(P1 ) 0,1(mol) O2 n H2O n CO2 n C(este) 0,1 mol Este no, đơn chức mH2O 0,1x 18 1,8(g) ViettelStudy.vn D 2,2 Đáp án A Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol axit cacbonxylic đơn chức cần vừa đủ V lít O2 (đktc), thu 0,3 mol CO2 0,2 mol H2O Giá trị V A 8,96 lít B 11,2 lít C 6,72 lít D 4,48 lít Hướng dẫn giải Axit cacbonxylic đơn chức có nguyên tử Oxi nên đặt RO2 Vậy theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có n O ( RO2 ) n O (CO2 ) n O (CO2 ) n O ( H2 O) 0,12 + nO (p.ư) = 0,32 + 0,21 nO (p.ư) = 0,6 mol ol nO0,3m VO 6,72 lít Đáp án C Bài 7: Đun hai rượu đơn chức với H2SO4 đặc, 140oC hỗn hợp ba ete Lấy 0,72 gam ba ete đem đốt cháy hoàn toàn thu 1,76 gam CO2 0,72 gam H2O Hai rượu A CH3OH C2H5OH C C2H5OH C4H9OH B C2H5OH C3H7OH D CH3OH C3H5OH Hướng dẫn giải Đặt công thức tổng quát ba ete CxHyO, ta có: mC 0,72 0,72 12 0,48 gam ; m H 0,08 gam 44 18 mO = 0,72 0,48 0,08 = 0,16 gam x : y :1 ViettelStudy.vn 0,48 0,08 0,16 : : 12 16 = : : Công thức phân tử ba ete C4H8O Công thức cấu tạo CH3OCH2CH=CH2 Vậy hai ancol CH3OH CH2=CHCH2OH Đáp án D Bài 8: Đốt cháy lít hiđrocacbon với thể tích không khí (l ượng dư) Hỗn hợp khí thu sau H2O ngưng tụ tích 18,5 lít, cho qua dung dịch KOH dư 16,5 lít, cho hỗn hợp khí qua ống đựng photpho dư lại 16 lít Xác định CTPT hợp chất tr ên biết thể tích khí đo điều kiện nhiệt độ, áp suất O2 chiếm 1/5 không khí, lại N2 A C2H6 B C2H4 C C3H8 D C2H2 Hướng dẫn giải Theo giả thiết ta có : VCO2 = lít; VO2 dư = 0,5 lít; VN2 = 16 lít VO2 ban đầu = lít Ta có sơ đò phản ưgns CXHy + O2 CO2 + H2O + O2 dư + N2 lít a 0,5 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với nguyên tố C, H, O ta có x = 2; y = 6; a = Vậy hidrocacbon C2H6 Bài 9: Cho 0,5 lít hỗn hợp gồm hiđrocacbon khí cacbonic vào 2,5 lít oxi (l dư) đốt Thể tích hỗn hợp thu sau đốt 3,4 lít Cho hỗn hợp qua thiết bị làm lạnh, thể tích hỗn hợp khí lại 1,8 lít cho lội qua dung dịch KOH 0,5 lít khí Thể tích khí đo điều kiện Tên gọi hiđrocacbon : A propan B xiclobutan Hướng dẫn giải ViettelStudy.vn C propen D xiclopropan Theo giả thiết, ta có : VH2O = 1,6 lít; VCO2 = 1,3 lít; VO2 = 0,5 lít Sơ đồ phản ứng (CxHy + CO2 ) + O2 CO2 + H2O + O2 dư a b 2,5 1,3 1,6 0,5 Áp dụng bảo toàn nguyên tố ta có a.x b.1 1,3 x 3 y 8 a y 1, 6.2 b.2 2,5.2 1,3.2 1, 6.1 0,5.2 a 0, b a b 0,5 Công thức hidrocacbon C3H8 Bài 10: Cho hỗn hợp khí X gồm CH3CHO H2 qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp khí Y gồm hai chất Đốt cháy hết hết Y thu 11,7 gam H2O 7,84 lít CO2 (đktc) Phần trăm theo thể tích H2 X : A 63,16% B 46,15% C 53,85% D 35,00% Hướng dẫn giải Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta thấy : Thành phần nguyên tố hỗn hợp X Y nên ta suy đốt cháy hỗn hợp Y đốt cháy hỗn hợp X Phương trình phản ứng : 2CH3CHO + 5O2 4CO2 + 4H2O (1) mol : 0,175 0,35 0,35 2H2 + O2 2H2O (2) mol : 0,3 (0,65 – 0,35) = 0,3 Theo phản ứng giả thiết suy phần trăm thể tích hiđro hỗn hợp :% H2 = 0,3/ ( 0,175 + 0,3) = 63,16% ViettelStudy.vn