C3H4 * Bài 33: Đốt cháy hoàn toàn V lit một hiđrocacbon khí X trong bình kín có chứa O 2 dư thu được 4V lit CO2 các thể tích ở cùng điều kiện Biết áp suất trong bình không thay đổi.[r]
(1)BAØI TOAN THIẾT LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT HỮU CƠ I- Xác định khối lượng các nguyên tố cấu tạo nên chất : 1- Xác định khối lượng C: Khối lượng C xác định qua các sản phẫm cháy ( Khối lượng, thể tích) Trong các bài tập thường cho sản phẫm cháy là CO2 dạng thể tích hay khối lượng Một số trường hợp dùng dung dich kiềm hấp thụ sản phẫm cháy thì thường có hai trường hợp a) Qua Ca(OH)2 , Ba(OH)2 dư thu kết tủa hay khối lượng bình tăng ta có : khối lượng bình tăng khối lượng CO2 và số mol kết tủa số mol CO2 b) Khi không cho dự kiện dư thì thường có trường hợp xảy : Trường hợp 1: dư kiềm thì n = nCO Trường hợp 2: CO2 dư thì có kết tủa sau đó kết tủa tan phần :Lập hệ cho nCO và nOH mCO V CO mCO V CO nC = = mC = nC 12 Hay mC = 12 = 12 44 22 , 44 22 , Trong trường hợp có nhiếu sản phẫm chứa C thì tổng số nC có các sản phẫm 2- Xác định khối lượng H thông qua các sản phẫm cháy : Khối lượng H2O Trong số trường hợp dùng chất hấp thụ H2O : CaCl2, P2O5, H2SO4 đặc thì khối lượng bình tăng là khối mH O nH O = lượng nước thu nH = n H O 18 * Trong trường hợp dự kiện cho hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch dư thì khối lượng bình tăng : m gam thì khối lượng này chính là khối lượng CO2 và khối lượng nước * Trong trường hợp dự kiện cho: hấp thụ toàn sản phẩm cháy vào dung dịch dư thu m gam kết tủa đồng thời khối lượng dung dịch giảm n gam: Thì nCO = n và m - ( mH O + mCO )= mgiảm Nên từ đây ta có: mH O = m - (mgiảm - mCO ) 3- Xác định khối lượng N: Thường bài toán đót thì Nitơ giải phóng dạng N phương pháp xác định thường cho sản phẫm qua chất hấp thụ nước, CO sau đó thu khí còn lại là N2 VN n hỗn hợp N2 và O2 dư nên tùy trường hợp mà tính toán = nN = n N mN = nN.14 = N 22 , n N 28 4- Xác định nguyên tố O: Thường xác định qua phân tích định lượng hay dựa vào bảo toàn khối lượng mO = m – (mC + mH + mN + ) Nếu mO = thì hợp chất không có O, khác thì hợp chất có chứa O II- Xác định khối lượng mol hợp chất hữu cơ: mA Dựa vào khối lượng chất: MA = nA MA dA dA dựa vào tỷ khối hơi: = MA = MB Trong trường hợp B là không khí thì MB = 29 B B MB MA Dựa vào khối lượng riêng A điều kiện chuẩn: DA = MA = 22,4.DA 22 , III- Phương pháp xác định CTPT hợp chất hữu cơ: 1- Phương pháp xác định trực tiếp các hệ số nguyên tử: Gọi CTPT hợp chất hữu là: CxHyOzNt 12 x y 16 z 14 t M A = = = = Ta coù: Trong đó m = (mC + mH + mN + mO ) Tính các giá trị tương ứng mC m H mO mN m 2- Phương pháp lập công thức đơn giản nhất: Sau tính khối lượng các nguyên tố , Gọi CTPT hợp chất mC mH mO mN : = = hữu là: CxHyOzNt ta có: x : y : z : t = Ñöa tyû leä veà soá nguyeân nhoû nhaát ta coù 12 16 14 CTÑGN cuûa A laø: CaHbOcNd CTPT laø: (CaHbOcNd)n = MA Xaùc ñònh n ta coù CTPT cuûa A 3- Phương pháp dựa vào tỷ lệ số mol CO2 và H2O: − 2 2 2 2 2 2 2 2 (2) Neáu n H O > nCO Ta có hợp chất no CnH2n+2Ox n H O 2 nCO a - nCO = a n = 2 Tính x dựa vaøo MA Nếu n H O = nCO Ta có hợp chất không no có liên kết dạng này cần thêm dự kiện khối lượng A hay thể tích oxi cần để đót cháy sau đó dựa vào MA để xác định công thức 3n−x CnH2nOx + O2 n CO2 + n H2O Lập mối quan hệ: Khối lượng A là m m m 3n−x m ( )( ) n = nCO 14 n+16 x 14 n+16 x 14 n+16 x Nếu n H O < nCO Ta có hợp chất không no có số liên kết Nên tùy trường hợp mà vận dụng nCO Daïng ankin, ankañien : nCO - n H O = a n = Tính x dựa vào MA a Daïng aren: CnH2n-6Ox n CO2 + (n – 3) H2O nCO −n H O nCO a an a(n – 3) nCO - n H O = 3a a = n= a * Trong tất các trường hợp x nên có thể là hidrocacbon hay dẫn xuất tương ứng dựa vào dự kiện và tính chất để xác định công thức hợp lí Phương pháp này học sinh lớp 12 thì có thể áp dụng tốt riêng với học sinh 11 thì không dùng cho hợp chất có Nitơ 4- Phương pháp xác định công thức qua phản ứng, phản ứng cháy: Đối với số hợp chất có nhóm chức thì vào tỷ lệ các chất tham gia xác định số nhóm chức từ đó xác định công thức A Đối với phản ứng cháy: Khi biết khối lượng thể tích sản phẫm cháy có thể xác định dược CTPT y z y t − ) O2 x CO2 + CxHyOzNt + (x + H2O + N2 2 M 44x 9y 14t M 44 x y 14 t = = = Trong số bài toán dạng khí thì : a mCO mH O mN 2 2 2 2 2 2 2 2 Dẫn hỗn hợp sản phẫm qua thiết bị làm lạnh thì thể tích giảm là thể tích nước Tùy theo thứ tự các thao tác dẫn sản phẩm để xác định các dự kiện thích hợp 5- Phương pháp biện luận : Một bài toán lập công thức còn thiếu số dự kiện(số ẩn số > số dự kiện) thì dùng phương pháp biện luận tùy theo dự kiện mà chọn cách thích hợp a) Khi biết MA : Đối với hiđrocacbon : 12x + y = MA với y 2x + vaø x, y nguyeân, döông , y chaún Đối với hiđrocacbon khí : x Đối với dẫn xuất hidrocacbon : CxHyOz 12x + y + 16z = MA Lập bảng với z b) Khi biết CTĐG: Khi công thức đơn giản thể hóa trị gốc có hóa trị I thì n = Ví duï: CTÑG laø: (C2H5)n ta coù goác C2H5 – coù hoùa trò I neân CTPT laø: C4H10 Chuyên công thức nguyên thành công thức có chứa nhóm chức cần xác định Ví dụ: CTĐG axit no,đa chức là C2H3O2 CTPT là (C2H3O2)n C2nH3nO2n CnH2n(COOH)n vì gốc CnH2n có hóa trị nên n = Công thức phân tử C2H4(COOH)2 hay số nguyên tử Hợp chất hữu A gốc = số nguyên tử C gốc + – số nhóm chức Thay vaøo ta coù: 2n = 2.n +2 – n n = Phần bài tập mẫu tự luận Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,46g hợp chất hữu A thu 0,448 lit CO (đktc) và 0,54g H2O , tỷ khối không khí là 1,58 Xác định công thức phân tử A Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,5g hợp chất hữu A thu 1,76g CO 2, 0,9g H2O và 112 ml N2 (ở 00C và atm) Nếu hóa 1,5g A 1270C và 1,64 atm thi thu 0,4 lít khí Công thức phân tử A là ? (3) Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 10 g hợp chất A thu 33,85 g CO2 và 6,94 g H2O ; tỷ khối không khí là 2,69 lập công thức phân tử A Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,68 g hợp chất A thu 5,28 g CO và 2,16 g H2O ; tỷ khối không khí là 1,94 lập công thức phân tử A Bài 5: : Đốt cháy hoàn toàn 7,2 g hợp chất A thu 11,2 lit CO2 (đktc ) và 10,8 g H2O ; tỷ khối không khí là 2,483 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 3,6 g hợp chất A thu 2,688 l CO2 (đktc ) và 2,16 g H2O ; tỷ khối hyđrô là 30 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : Bài 7: đốt cháy hoàn toàn 5,6 l hyđrôcacbon A thu 16,8l CO2 (đktc) (33g) và 13,5 g H2O Lập công thức phân tử A Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 2,2 g hợp chất A thu 6,6g CO2 và 3,6 g H2O ; tỷ khối không khí là 1,52 lập công thức phân tử A Bài : Đốt cháy hoàn toàn 3,7 g hợp chất A thu 6,6 g CO2 và 2,7g H2O ; tỷ khối không khí là 2,55 Lập công thức phân tử A Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 18 g hợp chất A thu 55 g CO2 và 27 g H2O ; tỷ khối không khí là 2,843 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : Bài 11 : Đốt cháy hoàn toàn 9,03 g hợp chất hửu A thu 14,112 lit CO (đktc) và 13,23 g H2O Tỷ khối không khí là : 2,966 Bài 12 : Đốt cháy hoàn toàn 3,6 g hợp chất A thu 2,688 l CO2 (đktc ) và 2,16 g H2O ; tỷ khối hyđrô là 30 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : Bài 13 : Đốt cháy hoàn toàn 3,7 g hợp chất A thu 6,6 g CO2 và 2,7 g H2O ; tỷ khối không khí là 2,552 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : Bài 14 : Đốt cháy hoàn toàn 5,6 g hợp chất A thu 8,96 l CO2 (đktc ) và 7,2 g H2O ; tỷ khối hyđrô là 28 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : A là ankan cho A tác dụng với CI thu sản phẩm xác định công thức cấu tạo ? Bài 15: Đốt cháy hoàn toàn 10,8 g hợp chất hửu A thu 16,8 lit CO (đktc) và 16,2 g H2O Tỷ khối không khí là : 2,483 Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn 15,84 g hợp chất hửu A thu 48,4 g CO và 23,76 g H2O Tỷ khối Nitơ là : 2,571 Bài 17: Đốt cháy hoàn toàn 12,6 g hợp chất hửu A thu 19,6 lit CO (đktc) và 18,9 g H2O Tỷ khối Oxi là : 2,25 Bài 18: Đốt cháy hoàn toàn 12,9 g hợp chất hửu A thu 20,16 lit CO (đktc) và 18,9 g H2O Tỷ khối không khí là : 2,966 Bài 19: Đốt cháy hoàn toàn 15,05 g hợp chất hửu A thu 46,2 g CO và 22,05 g H2O Tỷ khối Oxi là : 2,688 Câu 20 : Đốt cháy hoàn toàn 16,2 g hợp chất hửu A thu 25,2 lit CO (đktc) và 24,3 g H2O Tỷ khối không khí là : 2,483 Bài 21 : Đốt cháy hoàn toàn 18 g hợp chất A thu 55 g CO2 và 27 g H2O ; tỷ khối không khí là 2,843 lập công thức phân tử A - viết các đồng phân : cho A tác dụng với CI2 thu sản phẩm nào ? Lập công thức dựa vào phương trình phản ứng Bài : đốt cháy hoàn toàn lit hyđrôcacbon A cần lit O2 thu lit CO2 A laøm maát maøu dung dòch Br2 A + H2 tạo ankan có mạch nhánh xác định công thức cấu tạo A (4) Bài : đốt cháy lit khí A cần lit ô xi sau phản ứng thu 3lit CO và lit nước Xác định công thức phân tử A -viết công thức cấu tạo có thể có(các V cùng điều kiện ) Bài 3: Trộn 200 ml hợp chất hữu A (chứa C, H, O) với 900 ml O lấy dư đốt cháy thu 1300 ml sản phẫm Làm lạnh sản phẩm còn lại 700 ml sau đó cho qua dung dịch KOH dư còn lại 100 ml ( các chất khí cùng điều kiện) Công thức phân tử A là ? Baøi taäp traéc nghieäm Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn lượng chất hữu X thu 3,36 lit CO , 0,56 ;it N2 và 3,15g H2O Khi cho X tác dụng với dung dịch NaOH thu sản phẫm có muối NH2CH2COONa CTCT thu gọn X là: A NH2CH2COOC3H7 B NH2CH2COOCH3 * C NH2CH2 CH2COOH D NH2CH2COOC2H5 Bài 2: Trong bình kín chứa chất X (có công thức CnH2nO2 ) mạch hở và O2 ( có số mol gấp đôi số mol cần phản ứng ) nhiệt độ 139,90C, áp suất bình là 0,8 atm Đốt cháy hoàn toàn X sau đó đưa nhiệt độ ban đầu , áp suất bình là 0,95 atm X có công thức phân tử là: A C2H4O2 B CH2O2 C C4H8O2 D C3H6O2 * Bài 3: Hai este đơn chức X, Y là đồng phân Khi hoá 1,85g X thu thể tích đúng thể tích 0,7g N2 (đo cùng điều kiện) Công thức cấu tạo thu gọn X là: A.HCOOC2H5 vaø CH3COOCH3 * B C2H3COOC2H5 vaø C2H5COOC2H3 C C2H5COOCH3 vaø HCOOCH(CH3)2 D HCOOC3H7 vaø CH3COOC2H5 Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn lit khí X cần lit khí O2, su phản ứng thu lit CO2 và lit hới nước (biết các khí đo cùng điều kiện) Công thức phân tử X là: A C3H8O B C3H8O3 C C3H8 * D C3H6O2 Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 1,86g hợp chất hữu X cho sản phẫm cháy qua binh đựng CaCl khan và KOH, thấy khối lượng bình CaCl2 tăng 1,26g còn lại 224 ml khí N2 (ở đktc) Biết X chứa nguyên tử Nitơ Công thức phân tử X là: A C6H7N * B C6H7NO C C5H9N D C5H7N Baøi 6: Phaân tích thaønh phaàn nguyeân toá cuûa axit caùcboxylic Xthaáy coù 34,615%C vaø 3,84%H Vaäy X laø: A Axit axetic B Axit Fomic C Axit Acrylic D Axit Malonic * Bài 7: Hợp chất hữu X gồm C, H, O với thành phần các nguyên tố thoã mãn: 8(m C + mH) = 7mO Biết X có thể điều chế trực tiếp từ Glucozơ công thức phân tử X là: A C3H8O B C3H6O3 * C C4H8O4 D C2H4O2 Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 1,416g amin Y no , đơn chức, sau phản ứng dẫn toàn sản phẫm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu 7,2g kết tủa Công thức phân tử Y là: A C2H7N B C3H9N * C CH5N D C4H11N Bài 9: Hiđro hoá hiđrocacbon X mạch hở , chưa no thành hiđrocacbon no phải dùng thể tích H gấp đôi thể tích hới hiđrcacbon đã dùng Mặt khác đốt cháy thể tích X trên thu thể tích hỗn hợp CO và nước (các thể tích cùng điều kiện ) Công thức phân tử X là: A C3H8 B C3H6 C C5H8 * D C6H10 Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 2,64g hiđrocacbon X thu 4,032 lit CO2 (ở đktc) Công thức phân tử A laø A C5H8 B C3H6 C C3H8 * D C6H12 Bài 11: Đốt cháy hoàn toàn 3g hợp chất hữu X thu 4,4g CO và 1,8g H2O Biết tỷ khối X so với He là 7,5 Công thức phân tử A là A CH2O * B C2H4O C C2H6 D C2H4O2 Bài 12: Có ba chất hữu A, B, C mà phân tử khối chúng lập thành cấp số cộng Bất chất nào đốt thu CO2 và H2O với tỷ lệ là :3 Công thức phân tử A, B, C là: (5) A C2H4 , C2H4O vaø C2H4O2 B C2H4 , C2H6O vaø C2H6O2 C C3H8 , C3H8O vaø C3H8O2 D C2H6 , C2H6O vaø C2H6O2 * Bài 13: Trộn 200 cm hỗn hợp chất hữu X với 900 cm3 oxi dư đốt Thể tích hỗn hợp sau đốt là 1,2 lit Sau làm ngưng tụ nước còn lại 0,8 lit, tiếp tục cho qua dung dịch NaOH thì còn lại 0,4 lit ( các thể tích cùng điều kiện) Công thức phân tử X là: A C2H6* B C2H4 C C3H6 D C3H8 Bài 14: Để đốt cháy hoàn toàn thể tích hiđrocacbon X cần vừa đủ 5,5 thể tích oxi Công thức phân tử X là: A C4H6 * B C2H4 C C6H6 D C3H8 Bài 15: Oxi hoá hoàn toàn 4,6g hợp chất hữu X CuO đun nóng Sau phản ứng thu 4,48 lit CO (ở đktc) và H2O, đồng thời nhận thấy khối lượng CuO ban đầu giam 9,6g Công thức phân tử X là: A C2H6O* B C2H4O C C2H6O2 D C3H8O Bài 16: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X cần dùng 28,8g oxi, thu 13,44 lit CO (ở đktc) Biết tỷ khối X so với không khí là d với < d < 2,5 Công thức phân tử X là: A C5H10 * B C4H8 C C5H12 D C4H10 Bài 17: Đốt cháy hoàn toàn 18g hợp chất hữu X cần 16,8 lit O2 (ở đktc) hỗn hợp thu gồm CO2 và nước có tỷ lệ thể tích là :2 Biết tỷ khối X so với H là 36 Công thức phân tử X là: A C2H4O B C3H4O2 * C C2H6O2 D C3H8O2 Bài 18: Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu X thu a gam CO2 và b gam H2O biết 3a = 11b và 7m = 3(a +b) tỷ khối X so với không khí < Công thức phân tử X là: A C3H8 B C3H4O2 * C C2H6 D C3H6O2 Bài 19: Đốt cháy 1,08g hợp chất hữu X cho toàn sản phẫm cháy vào dung dịch Ba(OH) thấy khối lượng bình tăng 4,6g đồng thời tạo thành 6,475g muối axit và 5,91g muối trung hoà tỷ khối X so với He là13,5 Công thức phân tử X là: A C4H10 B C3H6O2 C C4H6* D C3H8O2 Bài 20:Đốt cháy hợp chất hữu X chứa C, H, O cần dùng lượng oxi lần lượng oxi có X thu CO2 và H2O theo tỷ lệ khối lượng là 22 : Biết tỷ khối X so với H là 29 Công thức phân tử X A C2H6O B C2H4O2 C C3H6O* D C2H6O2 Bài 21: Đốt cháy hoàn toàn mol ancol no X cần 2,5 mol O2 Công thức phân tử X là: A C3H6O2 B C2H6O2 * C C2H6O D C3H8O3 Bài 22: Đốt cháy hoàn toàn 1,12g hợp chất hữu X hấp thụ hoàn toàn sản phẫm cháy vào dung dịch n n Ba(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 3,36g Biết CO2 = 1,5 H 2O và tỷ khối X so với H2 nhỏ 30 Công thức phân tử X là: A C3H4O2 B C3H4O * C C6H8O D C3H6O2 Bài 23: Đốt cháy hoàn toàn a gam hiđrocacbon X mạch hở sản phẫm cháy dẫn qua bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thu gam kết tủa, đồng thời khối lượng bình tăng 1,68g Công thức phân tử X là: A C2H4 B C3H4 * C C2H6 D C3H8 Bài 24: Cho vào khí kế 10 ml hợp chất hữu X (chứa C, H, N), 25ml H2 và 40 ml O2 bật tia lữa điện cho hỗn hợp nổ Đưa hỗn hợp điều kiện ban đầu , ngưng tụ hết nước, thu 20ml hỗn hợp khí đó có 10 ml khí bị hấp thụ bới NaOH và ml khí bị hấp thụ bới P trắng Công thức phân tử X là: A CH5N * B C2H7N C C3H9N D C4H11N Bài 25: Cho ml hiđrocacbon X thể khí với 30ml O2 (lấy dư ) vào khí kế bật tia lữa điện đốt sau đó làm lạnh thấy khí kế còn 20ml khí đó có 15 ml khí bị hấp thụ dung dịch KOH, phần còn lại hấp thụ bới P trắng Công thức phân tử X là: (6) A CH4 B C3H8 * C C2H6 D C4H10 Bài 26: Đốt cháy hoàn toàn 10 ml este X cần vừa đủ 90 ml O2 sau phản ứng thu hỗn hợp khí CO2 và nước có tỷ lệ thể tích là: :3 Ngưng tụ sản phẫm cháy thì thể tích giảm 30 ml Các thể tích cùng điều kiện Công thức phân tử X là: A C4H6O2 * B C4H6O4 C C4H8O2 D C8H6O4 Bài 27: Hỗn hợp X gồm hiđrocacbon A và oxi có tỷ lệ số mol tương ứng là :10 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu hỗn hợp khí Y Cho Y qua dung dịch H2SO4 đặc thu hỗn hợp Z có tỷ khối so với H2 là 19 Công thức phân tử A là: A C3H4 B C3H6 C C3H8 D C4H8 * Bài 28: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon X thì thấy tổng thể tích các chất tham gia tổng thể tích các chất tạo thành công thức phân tử X là: A C2H4* B C3H6 C C3H8 D C2H6 Bài 29: Đốt cháy hoàn toàn 0,5 mol hỗn hợp hiđrocacbon thu 0,9 mol CO2 và 0,6 mol H2O công thức phân tử hiđrocacbon đó là: A CH4 vaø C2H6 B CH4 vaø C3H6 C CH4 vaø C2H2 * D CH4 vaø C3H8 Bài 30: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp cần 1,35 mol O tạo thành 0,8 mol CO2 công thức phân tử hiđrocacbon đó là: A C2H4 vaø C3H6 B C2H6 vaø C3H8 * C CH4 vaø C2H6 D C2H2 vaø C3H4 Bài 31: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp thu 5m gam CO và 3m gam H2O công thức phân tử hiđrocacbon trên là: A C2H4 vaø C3H6 B C2H6 vaø C3H8 * C CH4 vaø C2H6 D C2H2 vaø C3H4 Bài 32: Đốt cháy ankin X thu 5,4g H2O và cho sản phẫm cháy qua dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu dung dịch có khối lượng giảm 19,8g so với khối lượng dung dịch ban đầu công thức phân tử X là: A C2H2 B C4H6 C C5H8 D C3H4 * Bài 33: Đốt cháy hoàn toàn V lit hiđrocacbon khí X bình kín có chứa O dư thu 4V lit CO2 (các thể tích cùng điều kiện )Biết áp suất bình không thay đổi công thức phân tử X là: A C4H10 B C4H8 C C4H6 D C4H4 * (7)