độ bất bão hòa trong phản ứng cháy

Tài liệu là kho tàng phong phú đặc biệt tại địa chỉ 123.doc các bạn có thể tự chọn cho mình sao cho phù hợp với nhu cầu phục vụ . Trong những năm tháng học tập ở hà nội may mắn được các anh chị đã từng đi làm chia sẻ một một chút tài liệu tôi xin đươc chia sẻ với các bạn . trong quá trình upload vẫn còn chưa chỉnh sửa hết nhưng khi các bạn tải về vẫn có thể chỉnh sửa lại theo ý muốn của mình tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng. Xin được chia sẻ lên trang 123.doc và các bạn thường xuyên chọn 123.doc là địa chỉ tin cậy trong việc tải cũng như sử dụng tài liệu tại đây.

Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 CHUYÊN ĐỀ 06: KHAI THÁC ĐỘ BẤT BÃO HÒA TRONG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠ I Phản ứng đốt cháy hợp chất hữu Sơ đồ phản ứng đốt cháy hiđrocacbon O , to � CnH2n22k ��� � nCO2  (n  1 k)H2O Suy : (k  1)nCnH2n 22k  nCO2  nH2O Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa oxi hiđrocacbon O , to � CnH2n22kOx ��� � nCO2  (n  1 k)H2O Suy : (k  1)nCnH2n22kOx  nCO2  nH2O Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa nitơ, oxi hiđrocacbon O , to � CnH2n22k tOxNt ��� � nCO2  (n  1 k  0,5t)H2O  0,5tN2 Suy : (k  1 0,5t)nCnH2n22k tOxNt  nCO2  nH2O ● Như : Khi đốt cháy hợp chất hữu chứa C, H chứa C, H, O : (k  1)nC c CxHyOz xHy hoa�  nCO  nH 2O Còn đốt cháy hợp chất chứa nitơ chứa đồng thời oxi nitơ thì: (k  1 0,5t)nC c CxHyOzNt xHyNt hoa�  nCO  nH 2O II Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Đốt cháy hồn tồn 0,2 mol hỗn hợp X gồm ankan anken, thu 0,35 mol CO 0,4 mol H2O Phần trăm số mol anken X A 40% B 50% C 25% D 75% (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014) Hướng dẫn giải Theo giả thiết sử dụng công thức (k - 1)nC H = nCO - nH O x y 2 � nC H + nC H = 0,2 � n 2n+2 m 2m � � � (0 )n CnH2n+2 + (1- 1)nCmH2m = nCO2 - nH2O =- 0,05 � � { { � � 0,35 0,4 � � nC H = 0,05 � n 2n+2 �� � %nC H = 75% � m 2m � nC H = 0,15 � � m 2m Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H2, C3H4, C4H6 thu a mol CO2 18a gam H2O Tổng phần trăm thể tích ankan X : A 30% B 40% C 50% D 60% (Đề thi thử Đại học lần – THPT Tam Nông – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014) Hướng dẫn giải Đặt công thức chung chất CH 4, C2H6, C3H8 CnH2n2 (k  0) ; công thức chung chất C2H2, C3H4, C4H6 CmH2m2 (k  2) Sử dụng công thức (k  1)nh�� p cha� t h� � u c� nCO2  nH2O , ta có : Trang 1/6 - Mã đề thi 357 Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 (0  1)nC nH2n  (2  1)nC mH2m2  nCO  nH O  � nC H  nC H n 2n m 2m2 { {2 a a Vậy phần trăm thể tích ankan hỗn hợp 50% Ví dụ 3: Hỗn hợp A gồm ankan X anken Y (tỉ lệ mol tương ứng : 3) có tỉ khối so với H 21,4 Đốt cháy 3,36 lít hỗn hợp A thu a lít CO2 (đktc) Giá trị a : A 9,86 B 8,96 C 10,08 D 4,48 Hướng dẫn giải Theo giả thiết, ta có : � � nC H : nC H  2:3 nC H  0,06 � � n 2n m 2m � � n 2n2 � nC H  nC H  0,15 � n  0,09 � � n 2n m 2m �CmH2m Suy : � 12 nC  nH  21,4.2.0,15  6,42 { { � 2nH O  12nCO  6,42 � � n � 2 2nH O CO � � � 2 n  nCO  0,06 �n � � H2O � H2O  nCO2  nCnH2n  0,06 � �nH O  0,51 �� � VCO (�ktc)  10,08 l� t nCO  0,45 � � Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm ba ancol dãy đồng đẳng, thu 4,704 lít khí CO (đktc) 6,12 gam H2O Giá trị m A 4,98 B 4,72 C 7,36 D 5,28 (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2014) Hướng dẫn giải Ta thấy : � nH O > nCO : ba ancol no � � {2 { � � 0,34 0,21 � � nCO � � � C = = 1,615:ba ancol đơn c ancol � n n � H2O CO2 � � � nO/ancol = nancol = nH O - nCO = 0,13 � 2 � �� � mancol = mC + mH + mO = 5,28 gam � { { { � � 0,21.12 0,34.2 0,13.16 � Ví dụ 5: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp X gồm 0,07 mol ancol đa chức 0,03 mol ancol khơng no, có liên kết đơi, mạch hở, thu 0,23 mol khí CO2 m gam H2O Giá trị m A 5,40 B 2,34 C 8,40 D 2,70 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013) Hướng dẫn giải Số nguyên tử cacbon trung bình hai ancol : Cancol  nCO nancol  0,23  2,3 0,07  0,03 Vì ancol khơng no phải có số nguyên tử C lớn 3, suy ancol hai chức C 2H4(OH)2 Như vậy, hỗn hợp X gồm ancol no (k=0) ancol không no (k=1) Sử dụng công thức (k  1)nCxHyOz  nCO2  nH2O , ta có : (0  1)nC H (OH)  (1 1)nC H  nCO  nH O � nH O  0,3 22 4 32 n 2n1OH { {2 14 0,07 0,23 ? Trang 2/6 - Mã đề thi 357 Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 � m  mH 2O  0,3.18  5,4 gam Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm axit panmitic, axit stearic axit linoleic Để trung hòa m gam X cần 40 ml dung dịch NaOH 1M Mặt khác, đốt cháy hoàn tồn m gam X thu 15,232 lít khí CO (đktc) 11,7 gam H2O Số mol axit linoleic m gam hỗn hợp X A 0,015 B 0,010 C 0,020 D 0,005 Hướng dẫn giải Axit panmitic C15H31COOH, axit stearic C17H35COOH phân tử có liên kết  (k = 1) Axit linoleic C17H31COOH có liên kết  (k = 3) Sử dụng công thức (k  1)nh�� p cha� t h� � u c� nCO  nH O , ta có : (1 1)n(C 17H35COOH, C15H31COOH)  (3 1)nC H COOH  nCO  nH O 17 44 2314 43 { {2 0,68 ? � nC 17H31COOH 0,65  0,015 mol Ví dụ 7: Đốt cháy hồn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai ancol đơn chức, dãy đồng đẳng, thu 15,68 lít khí CO2 (đktc) 17,1 gam nước Mặt khác, thực phản ứng este hóa m gam X với 15,6 gam axit axetic, thu a gam este Biết hiệu suất phản ứng este hóa hai ancol 60% Giá trị a A 15,48 B 25,79 C 24,80 D 14,88 (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012) Hướng dẫn giải Khi đốt cháy hỗn hợp X gồm ancol đơn chức, thu : 17,1 15,68 nH O   0,95  nCO   0,7 � X gồm ancol no, đơn chức 2 18 22,4 nancol  nH O  nCO  0,95  0,7  0,25 � Cancol  2 nCO nancol  2,8 15,6  0,26  nancol  0,25 � Hiệu suất phản ứng tính theo ancol 60 Trong phản ứng este hóa, ta có: nH O  nancol pha� n� � ng  nCH COOH pha� n� � ng  0,25.60%  0,15 nCH 3COOH  Theo bảo tồn khối lượng, ta có: mancol  maxit  meste  mH2O � meste  (14.2,8  18).0,15 14 43  0,15.18 14 43  14,88 44 4 43  60.0,15 mancol maxit mH O Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở ancol đơn chức, mạch hở Đốt cháy hoàn tồn 21,7 gam X, thu 20,16 lít khí CO (đktc) 18,9 gam H2O Thực phản ứng este hóa X với hiệu suất 60%, thu m gam este Giá trị m A 15,30 B 12,24 C 10,80 D 9,18 (Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013) Hướng dẫn giải Đốt cháy axit cacboxylic no, đơn chức (k = 1), hiệu số mol H 2O CO2 Đốt cháy ancol no, đơn chức (k = 0), hiệu số mol H 2O CO2 mol ancol Suy hiệu số mol H 2O mol CO2 đốt cháy X mol ancol Từ mối liên hệ mol H2O mol CO2 kết hợp với bảo toàn nguyên tố O C, ta có : Trang 3/6 - Mã đề thi 357 Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 �nO ancol  nC H  nH O  nCO  0,15 n 2n1OH {2 { � 1,05 0,9 � �0,15n  0,2m  0,9 � m  m  m  m � � X C H O ancol  0,2 � �m  �nCmH2mO2  32 �n  � � n.nC H  m.n  0,9 � CmH2mO2 � n 2n1OH �naxit  nancol { �{ �0,2 0,15 � meste  (M axit  M ancol  M H O )neste  9,18gam � { { 123 60%  0,09 �neste  n ancol { 74 0,09 46 18 � 0,15 � Ví dụ 9*: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất béo X (chứa triglixerit axit stearic, axit panmitic axit béo tự đó) Sau phản ứng thu 13,44 lít CO2 (đktc) 10,44 gam nước Xà phòng hố m gam X (H = 90%) thu khối lượng glixerol là: A 2,484 gam B 0,828 gam C 1,656 gam D 0,92 gam Hướng dẫn giải Đối với axit stearic, axit panmitic axit béo no, đơn chức nên k = Đối với triglixerit axit stearic axit panmitic (este glixerol với axit stearic axit panmitic) k = Sử dụng cơng thức (k  1)nh�� p cha� t h� � u c� nCO  nH O , ta có : 2 (1 1)naxit beùo  (3 1)ntriglixerit  nCO  nH O � ntriglixerit  0,01mol { {2 0,6 0,58 Trong phản ứng xà phòng hóa, ta có : nC H (OH)  ntriglixerit pha� n� � ng  0,01.90%  0,009 mol � mC 3H5(OH)3  0,009.92  0,828 gam Ví dụ 10*: Cho X, Y hai chất thuộc dãy đồng đẳng axit acrylic M X < MY; Z ancol có số nguyên tử cacbon với X; T este hai chức tạo X, Y Z Đốt cháy hoàn toàn 11,16 gam hỗn hợp E gồm X, Y, Z, T cần vừa đủ 13,216 lít khí O (đktc), thu khí CO2 9,36 gam nước Mặt khác, 11,16 gam E tác dụng tối đa với dung dịch chứa 0,04 mol Br Khối lượng muối thu cho lượng E tác dụng hết với dung dịch KOH dư A 4,68 gam B 5,44 gam C 5,04 gam D 5,80 gam (Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2014) Hướng dẫn giải Theo giả thiết bảo toàn nguyên tố O, ta có : � � mE + 32nO = 44nCO +18nH O � nCO = 0,47 nH O > nCO � � � 2 2 � � � � � � � � � nO = 0,59; nH O = 0,52; mE = 11,16 � nO/(X, Y , Z, T) = 0,28 � Z la� ancol no � � � � � Từ đặc điểm cấu tạo ta thấy độ bất bão hòa (X, Y), Z, T 1; 0; Sử dụng mối liên hệ độ bất bão hòa với số mol CO 2, H2O số mol hợp chất hữu cơ; mối liên hệ độ bất bão hòa với số mol Br phản ứng số mol hợp chất hữu cơ; bảo toàn nguyên tố O phản ứng đốt cháy, ta có : �n �n � nCO � (X, Y ) - nZ + 3nT = nCO2 - nH2O =- 0,05 � (X, Y ) = 0,02 � � � � � CE = = 3,6 � � � � �nZ = 0,1 �� nE �n(X, Y ) + 2nT = nBr2 = 0,04 � � � � � � � � � nT = 0,01 C3H6(OH)2 2n + 2n + 4n = 0,28 � � � �Z la� � Z T � (X, Y ) Trong phản ứng X, Y, Z, T với KOH, ta có : Trang 4/6 - Mã đề thi 357 Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 � nH O = n(X, Y ) = 0,02 � � � � n � ancol = nZ = 0,01 � � � mmuo� � nKOH = n(X, Y ) + 2nT = 0,04 i = 4,68 gam � � � m(X, Y , Z) + mKOH = mmuo� +m � i +m � 144ancol 2443 {H2O 144424443 1442443 1442443 � � 0,04 ? 0,01.76 11,16- 0,1.76 � 0,02.18 Ví dụ 11: Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở thuộc dãy đồng đẳng liên tiếp, cần dùng vừa đủ 0,33 mol O2, thu H2O, N2 0,16 mol CO2 Công thức phân tử hai amin A C3H9N C4H11N B CH5N C3H9N C C2H7N C3H9N D CH5N C2H7N (Đề thi thử Đại học lần lần – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm 2013) Hướng dẫn giải 2nO  2nCO  nH O � nH O  0,34 mol Theo bảo tồn ngun tố O, ta có: { { {2 0,33 0,16 ? Sử dụng công thức nCO (k   0,5t)n  n  n � n  0,12 � C   1,333 amin { { { amin CO2 H2O amin n { { amin ? 0,16 0,34 C2H7N Vậy hai amin CH5N va� Ví dụ 12: Cho X axit cacboxylic, Y amino axit (phân tử có nhóm –NH 2) Đốt cháy hồn tồn 0,5 mol hỗn hợp gồm X Y, thu khí N 2; 15,68 lít khí CO2 (đktc) 14,4 gam H2O Mặt khác, 0,35 mol hỗn hợp phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa m gam HCl Giá trị m : A 6,39 B 4,38 D 10,22 D 5,11 (Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2013) Hướng dẫn giải nCO 0,7   1,4 � X HCOOH (Vì Y amino axit nên phân tử phải có Từ giả thiết, suy : C(X, Y )  n(X, Y ) 0,5 nguyên tử C) Đốt cháy HCOOH (k = 1), thu số mol CO2 số mol H2O Theo giả thiết, đốt cháy X, Y thu số mol CO2 0,7 mol, số mol H2O 0,8 mol Vì tổng số mol H2O lớn số mol CO2 nên Y phải amino axit no, có nhóm –COOH nhóm –NH2 (đề cho) Cơng thức Y CnH2n+1O2N (k = 1) nCO  nH O 0,7  0,8 2 Ta có : nC H    0,2 mol n 2n1O2N 1 k  0,5 1 1 0,5 n h� � p nH2n1O2N 0,35 mol ho� Suy nC 0,35 0,2  0,14 � nHCl  0,14 0,5 � mHCl  5,11gam Ví dụ 13*: Đipeptit mạch hở X tripeptit mạch hở Y tạo nên từ amino axit (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm –NH2 nhóm –COOH) Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol Y, thu tổng khối lượng CO2 H2O 54,9 gam Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu cho lội từ từ qua nước vôi dư, tạo m gam kết tủa Giá trị m A 120 B 60 C 30 D 45 Hướng dẫn giải Amino axit no mạch hở, có nhóm –COOH nhóm –NH2 có cơng thức chung CnH2n+1O2N Trang 5/6 - Mã đề thi 357 Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990 X đipeptit tạo từ amino axit trên, phân tử có nhóm peptit nhóm –COOH nên k = có nguyên tử N (t = 2) Y tripeptit tạo từ amino axit trên, phân tử có nhóm peptit nhóm –COOH nên k = có nguyên tử N (t = 3) Khi đốt cháy Y, ta có : �44nCO  18nH O  54,9 �nCO  0,9 nCO 2 � � 2 � � CY   � Caminoaxit   �n  n �  (k   0,5t)n { { {Y CO2 H2O nY � �nH2O  0,85 � 3 0,1 � Như vậy, amino axit có nguyên tử C, X đipeptit nên số nguyên tử C X 3.2 = Khi đốt cháy X, theo bảo toàn nguyên tố C, ta có : nCaCO  nCO  nC X  6nX  0,12 � mCaCO  0,12.100  120 gam 3 Ví dụ 14*: Tripeptit mạch hở X tetrapeptit mạch hở Y tạo từ amino axit no, mạch hở có nhóm –COOH nhóm –NH Đốt cháy hồn tồn 0,1 mol X thu sản phẩm gồm CO 2, H2O, N2 tổng khối lượng CO2, H2O 36,3 gam Nếu đốt cháy hồn tồn 0,2 mol Y cần số mol O2 là: A 1,875 B 1,8 C 2,8 D 3,375 Hướng dẫn giải Amino axit no mạch hở, có nhóm –COOH nhóm –NH2 có công thức chung CnH2n+1O2N X tripeptit tạo từ amino axit trên, phân tử có nhóm peptit –CONH– nhóm –COOH nên k = có nguyên tử N (t = 3) Y tetrapeptit tạo từ amino axit trên, phân tử có nhóm peptit –CONH– nhóm –COOH nên k = có nguyên tử N (t = 4) Khi đốt cháy X, ta có : �44nCO  18nH O  36,3 �nCO  0,6 nCO 2 � � 2 � � C   � Cami noaxit   �n  n  (k � X   0,5t)n { { {X nX n  0,55 �CO2 H2O � � H2O 0,1 � Như amino axit có nguyên tử C, Y tetrapeptit nên số nguyên tử C Y 2.4 = �nCO  nC trongY  8nY  1,6 � nCO  1,6 � � � Khi đốt cháy 0,2 mol Y, ta có: �nCO  nH O  (k � {  1 0,5t)n { {Y 2 n  1,4 { �{ � 4 0,2 � H2O 1,6 ? � Áp dụng bảo toàn nguyên tố O phản ứng đốt cháy Y, ta có : � nO (trong Y )  5nY  � nO (trong Y )  2nO  2nCO  nH O � nO2  1,8 mol � {2 { {2 �1 43 ? 1,6 1,4 � Trang 6/6 - Mã đề thi 357 ... cấu tạo ta thấy độ bất bão hòa (X, Y), Z, T 1; 0; Sử dụng mối liên hệ độ bất bão hòa với số mol CO 2, H2O số mol hợp chất hữu cơ; mối liên hệ độ bất bão hòa với số mol Br phản ứng số mol hợp chất...  0,25 � Cancol  2 nCO nancol  2,8 15,6  0,26  nancol  0,25 � Hiệu suất phản ứng tính theo ancol 60 Trong phản ứng este hóa, ta có: nH O  nancol pha� n� � ng  nCH COOH pha� n� � ng  0,25.60%... nC trongY  8nY  1,6 � nCO  1,6 � � � Khi đốt cháy 0,2 mol Y, ta có: �nCO  nH O  (k � {  1 0,5t)n { {Y 2 n  1,4 { �{ � 4 0,2 � H2O 1,6 ? � Áp dụng bảo toàn nguyên tố O phản ứng đốt cháy