BÀI TẬP: XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HỢP CHẤT TỪ PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY Phàn ứng đốt cháy có dạng: 3n nCO2 + (n+1) H2O CnH2n+2 + O2 Suy ra: ankan cháy cho nCO2 nH 2O nO2(pu)= nCO2 nH 2O nankan nH 2O nCO * Nếu có hỗn hợp gồm gồm hai ankan: CnH2n + : x mol CmH2m + : y mol Gọi công thức trung bình hai ankan là: CnH2n : a mol (với n số cacbon trung bình a = x + y) n < n < m Tìm n n,m - Có thể tính số mol hỗn hợp (x, y) dựa vào n phương pháp đường chéo: CnH2n + : x mol CmH2m + : y mol m –n n n Nếu hỗn hợp: nA = nB n = = n–n m m –n x mol y mol x = n–n y n m VÍ DỤ MINH HỌA Ví dụ 1: Cho 5,6 lít ankan thể tích đo 27,3oC 2,2 atm tác dụng hết với clo ánh sáng thu dẫn xuất clo có khối lượng 49,5 gam Công thức phân tử ankan là: A C4H10 B C3H8 C CH4 D C2H6 Lời giải Số mol ankan số mol dẫn xuất bằng: R n PV 5,6.2,2 0,5 22,4 RT (273 27,3) 273 (Hằng số 22,4 0,082 ) 273 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! Công thức dẫn xuất CnH2n+2-xClx có khối lượng phân tử: 14n + - x + 35,5x = 99 Vậy x = 2, n = phù hợp Đáp án: D C2H6 Ví dụ 2: Nạp hỗn hợp gồm 20% thể tích khí ankan A thể khí 80% thể tích oxi (dư) vào khí nhiên kế Sau cho nổ hỗn hợp cho nước ngưng tụ, đưa bình điều kiện nhiệt độ ban đầu thấy áp suất khí nhiên kế giảm lần Công thức phân tử A là: A C2H6 B C3H8 C C4H10 D CH4 Lời giải CnH2n+2 + (3n+1)/2O2 nCO2 + (n+1)H2O Tự chọn lượng chất ta có hệ thức: (3n 1) ] 1 [n - n=2 (3n 1) a] a 4a [na 4a - (Có thể xây dựng hệ thức tổng quát: ) Đáp án A C2H6 Ví dụ 3: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam chất hữu A thu 1,12 lít CO2 (đktc) 1,08 gam H2O A có phân tử khối 72 cho tác dụng với clo (có askt) thu bốn dẫn xuất monocle A có tên gọi là: A isopentan B 2, 2-đimetylpropan C neopentan D pentan Lời giải CxHyOz + (x + y/4 - z/2)O2 xCO2 + y/2H2O Số mol A 0,01 Số mol CO2 0,05 Số mol H2O 0,06 x = 0,05/0,01 = y = 0,06*2/0,01 = 12 z = 72 - 12*5 - 12 = Vậy CTPT A là: C5H12 Do A tác dụng với clo thu bốn dẫn xuất monoclo nên A là: CH3-CH(CH3)CH2-CH3 (isopentan) Các đồng phân: + CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 (tạo dẫn xuất monoclo - n-pentan) Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! + CH3-C(CH3)2-CH3 (tạo dẫn xuất monoaclo - neopentan hay 2,2đimetylpropan) Chú ý: + CH3-CH(CH3)- : Iso + CH3-C(CH3)2-: Neo + CH3-CH2-CH(CH3)-: Tert Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít hỗn hợp ankan thu 1,792 lít CO2 (đktc) Biết ankan có khối lượng phân tử lớn có số mol nằm khoảng 15% đến 25% tổng số mol hỗn hợp Công thức ankan là: A.CH4 C3H8 B C2H6 C3H8 C CH4 C4H10 D CH4 C2H6 Lời giải m n số nguyên tử cacbon hai ankan (m>n) Vậy ta có: mx + n(0,05-x) = 0,08 0,15.0,05 x 17 32 m n Giải ta được: 3 m 3n 6,4 0,08 0,05n 0,25.0,05 mn n < 1,6 n = 3,4 < m < m = * Chú ý: Ta nhận có ankan CH4 nhờ số nguyên tử C trung bình: n = 0,08/0,05 = 1,6 Rồi từ biện luận tìm m Đáp án: C CH4 C4H10 Ví dụ 5: Xác định công thức phân tử viết công thức cấu tạo hiđrocacbon trường hợp sau : a Đốt cháy hoàn toàn lít ankan A sinh lít CO2 Các thể tích đo điều kiện Dặt CTTQ ankan A: Cn H 2n Cn H n + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O 1l 3l 1 n Ta có : n CTPT A: C3H6 CTCT A: CH3-CH2-CH3 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! b Đốt cháy hoàn toàn ankan B với lượng O2 vừa đủ thấy tổng số mol chất trước phản ứng tổng số mol chất sau phản ứng Dặt CTTQ ankan A: Cn H 2n Cn H n + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O + (3n+ 1) /2 = n + n + → n= CTPT B: CH4 d Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon Y thu 17,6 g CO2 0,6 mol H2O Đặt CTTQ ankan Y: Cn H 2n nCO 17, 0, mol 44 Cn H n + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O 0,4 Ta có: 0.6 n n 1 n2 0, 0.6 CTPT Y: C2H6 CTCT Y: CH3-CH3 e Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon Z thu CO2 H2O theo tỷ lệ Vco2:Vhơi nước = : Vì nH O nCO → hiđrocacbon Z ankan 2 Dặt CTTQ ankan Z: Cn H n2 Cn H n + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O Ta có: n n 1 n3 CTPT Y: C3H8 CTCT Y: CH3-CH2- CH3 Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 19,8 gam hỗn hợp X gồm hai ankan sau phản ứng thu 57,2 gam CO2 a Tính khối lượng nước tạo thành số mol O2 phản ứng Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! b Nếu ankan đồng đẳng liên tiếp Hãy xác định ankan tính % theo khối lượng ankan mCO2 57, 12 15.6 g 44 44 mH 19,8 15, 4, g nH 4.2 mol mC 12 nH nH 2O 4, nH 2O 2,1 mol mH 2O 2,1.18 37,8 mhhX mO2 mCO2 mH 2O mO2 57, 37,8 19,8 75.2 g * Đặt CT chung hỗn hợp ankan thể khí là: Cn H n 3n O2 nCO2 Cn H n (n 1) H 2O 1,3 2.1 n n 1 n 1.25 1,3 2.1 Ta có: Vậy ankan đồng đẳng liên tiếp CH4 C2H6 nCH n 0, 75 %VCH 75% nC2 H n 0, 25 %VC2 H 25% Ví dụ 7: Đốt cháy V(lít) hỗn hợp hai ankan dãy đồng đẳng Dẫn sản phẩm qua bình đựng CaCl2 khan bình đựng dung dịch KOH Sau thí nghiệm khối lượng bình tăng 6,43gam bình tăng 9,82 gam a Lập công thức hai ankan b Tính % theo số mol ankan hỗn hợp, tính V (đkc) CaCl2 khan bình tăng 6, 43gam= mH 2O Cn H n O2 V (l ) hhX sp (CO2 H 2O) dung dich KOH Cn 1 H 2( n 1) bình tăng 9,82 g= mCO2 Đặt CT chung hỗn hợp ankan thể khí là: Cn H n nH O 6, 43 0.357mol 18 Cn H n 3n O2 nCO2 nCO2 9,82 0, 223 mol 44 0,223 (n 1) H 2O 0,357 n n 1 n 1, 67 0.223 0,357 Ta có: Vậy ankan đồng đẳng liên tiếp CH4 C2H6 Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất! nCH n 0, 23 % nCH 0.23 mol nC2 H n 0, 67 % nC2 H 0, 67 mol BÀI TẬP ÁP DỤNG Câu 1: Hiđrocacbon mạch hở X phân tử chứa liên kết σ có hai nguyên tử cacbon bậc ba phân tử Đốt cháy hoàn toàn thể tích X sinh thể tích CO2 (ở điều kiện nhiệt độ, áp suất) Khi cho X tác dụng với Cl2 (theo tỉ lệ số mol : 1), số dẫn xuất monoclo tối đa sinh là: A B C D Câu 2: Đốt cháy hỗn hợp gồm nhiều hiđrocacbon dãy đồng đẳng ta thu số mol H2O > số mol CO2 CTPT chung dãy là: A CnHn, n ≥ B CnH2n+2, n ≥1 (các giá trị n nguyên) C CnH2n-2, n≥ D Tất sai Câu 3: Đốt cháy hiđrocacbon dãy đồng đẳng tỉ lệ mol H2O : mol CO2 giảm số cacbon tăng A ankan B anken C ankin D aren Câu 4: Đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon ta thu 2,24 lít CO2 (đktc) 2,7 gam H2O thể tích O2 tham gia phản ứng cháy (đktc) là: A 5,6 lít B 2,8 lít C 4,48 lít D 3,92 lít Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X thu 0,11 mol CO2 0,132 mol H2O Khi X tác dụng với khí clo thu sản phẩm monoclo Tên gọi X là: A 2-metylbutan B etan C 2,2-đimetylpropan D 2-metylpropan Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!