A. LÝ THUYẾT
Nói chung việc xác định CTPT hợp chất hữu cơ theo phương pháp này có cách làm tương tự như cách làm của chuyên đề trên, tuy nhiên cần lưu ý một số vấn đề:
1. Trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol
2. Nên gọi thể tích hợp chất hữu cơ tham gia phản ứng và đặt tỉ lệ của phương trình theo thể tích.
3. Sản phẩm sau phản ứng thường cho qua các bình như H2SO4 đặc, P2O5… có nhiệm vụ hấp thụ nước, bình đựng dung dịch bazơ (NaOH, Ca(OH)2…) hấp thụ CO2, bình P trắng hấp thụ O2 còn dư. Từ những dữ kiện trên ta tìm được các thể tích sau phản ứng và chất tham gia
B. BÀI TẬP.
Bài 1:
Đốt 200cm3 hơi một chất hữu cơ (A) chứa C, H, O trong 900cm3 O2 (dư). Thể tích sau phản ứng là 1300cm3. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 700cm3 và sau khi hỗn hợp khí còn lại lội qua dung dịch KOH dư thấy chỉ còn 100cm3. Xác định CTPT của A (các thể tích đo ở cùng điều kiện).
Hướng dẫn
Sơ đồ bài toán 200cm3 A
đốt CO2
-H2O
-CO2 H
2
O (hơi) CO
2
O
2
còn dư 100cm
3
900cm3 O2 (dư) O2 còn dư O2 còn dư
1300cm3 700cm3 Theo sơ đồ trên ta thấy
VH2O (hơi) = 1300 – 700 = 600cm3 VCO2 = 700 – 100 = 600cm3
VO2 phản ứng = 900 – 100 = 800cm3
Đặt công thức hợp chất A đã cho là CxHyOz, ta có phản ứng:
CxHyOz + (x + ) 2 4
z
y O2 ��to� xCO2 + 2y H2O
a a(x + 4
y )
2
z ax 2 ay
800 2)
( 4 2 600
600 200
z x y
a ay ax a
Giải ra được x = 3 ; y = 6 ; z = 1 CTPT của A là C3H6O Bài 2:
Đốt cháy 400cm3 hơi hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong 1600cm3 oxi (dư). Thể tích khí sau phản ứng là 2600cm3, sau khi cho nước ngưng tụ còn 1400cm3 và sau khi cho lội qua dung dịch KOH dư chỉ còn 200cm3 (các thể tích đo ở cùng điều kiện). Tìm CTPT của A.
Hướng dẫn
Sơ đồ bài toán:
400cm3 A
đốt CO2
-H2O CO2 -CO2
2600cm3 H2O (hơi) 1400cm3 200Cm3 O2dư 1600cm3 O2 (dư) O2 còn dư O2 dư
Theo sơ đồ trên ta thấy
VH2O (hơi) = 2600 – 1400 = 1200cm3 VCO2 = 1400 – 200 = 1200cm3 VO2 phản ứng = 1600 – 200 = 1400cm3 Căn cứ phản ứng:
CxHyOz + (x + ) 2 4
z
y O2 to xCO2 + 2 y H2O a a(x + )
2 4
z
y ax 2 ay
Suy ra:
400 1200 2 1200
( ) 1400
4 2 a
ax ay
y z a x
��
��
�
��
��
Giải ra được x =3 ; y = 6 ; z = 2 A có CTPT là C3H6O2
Bài 3:
Cho 400cm3 hỗn hợp gồm hidrocacbon A và N2 vào 900cm3 oxi (dư) rồi đốt. Thể tích hỗn hợp sau phản ứng là 1400cm3. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 800cm3, sau đó cho qua dung dịch KOH dư thì còn 400cm3. (Các thể tích đo ở cùng điều kiện).
Tìm CTPT của A. Giả sử trong điều kiện phản ứng đã cho N2 chưa tác dụng được với O2
Hướng dẫn
* Cách 1 Ta có:
V hơi nước = 1400 – 800 = 600 cm3 VCO2 = 800 – 400 = 400 cm3
Giả sử đã dùng a cm3 CxHy và b cm3 N2, ta có phản ứng CxHy + (x +
4
y )O2 ��to� xCO2 + 2 y H2O a a(x +
4
y ) ax 2 ay
Suy ra:
400 4)
( 900
400 2 600
400
x y a b
b a ay ax
Giải ra được a = 200 ; b = 200 ; x = 2 ; y = 6
* Cách 2 Ta có:
V hơi nước = 1400 – 800 = 600 cm3 VCO2 = 800 – 400 = 400 cm3 Ta có phản ứng
CxHy + (x + 4
y )O2 xCO2 + 2
y H2O(*) 1 (x +
4
y ) x y/2 Nhận thấy: VO2pư= VCO2+ 1 2
2VH O= 400 + 1
2.600= 700 cm3 Nên: VO2d= 900-700= 200Cm3 và VC Hx y = 200Cm3
Thay vào PT(*) ta có:
400 200 600.2 1
x y
Suy ra: x=2; y=6 Vậy CTPT: C2H6
---
Bài tập tự luyện:
Bài 1: Trộn 2,5 lit khí O2 vào 0,5 lit hỗn hợp khí gồm 1 hidrocacbon và khí CO2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí, sau khi phản ứng cháy kết thúc, người ta thu được 1,6 lit hơi H2O và 1,8 lit hỗn hợp khí, cho hỗn hợp khí này lội qua dung dịch nước vôi trong dư thấy còn lại một khí có thể tích là 0,5 lit.Biết các thể tích khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Xác định công thức phân tử của hidrocacbon.
ĐS: C3H8.
Bài 2: Dùng một lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết một hidrocacbon thấy thể tích sau phản ứng bằng thể tích các khí trước phản ứng. Dẫn khí sau khi cháy qua H2SO4 đặc thấy thể tích khí giảm đi một nửa. Biết các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Xác định CTPT của hidrocacbon.
ĐS: C2H4
Bài 3: Có một hỗn hợp khí X gồm hidrocacbon A và O2. Trong đó thể tích O2 gấp 2 lần thể tích O2 cần để đốt cháy hết A. Đốt cháy hoàn toàn X thu được hỗn hợp khí Y có thể tích đúng bằng thể tích của X. Khi làm ngưng tụ hết hơi nước thì thể tích của Y giảm 40%.
Biết các thể tích đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất.
Xác định CTPT của A.
ĐS: CH4
Bài 4:Cho hợp chất hữu cơ Y chứa C, H, O. Đốt cháy hết 0,2mol Y bằng lượng O2 vừa đủ là 8,96 lit(đktc). Cho sản phẩm cháy lần lượt đi chậm qua bình 1 đựng 100 gam dung dịch H2SO4 96,48% dư, bình 2 đựng lượng dư dung dịch KOH và toàn bộ sản phẩm cháy đó bị hấp thụ hết. Sau thí nghiệm ta thấy nồng độ dung dịch H2SO4 ở bình 1 là 90%, bình 2 có 55,2 gam muối tạo thành.
Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của Y. Biết rằng Y tác dụng với KHCO3 giải phóng CO2.
ĐS: CTPT: C2H4O2; CTCT: CH3COOH.
---