Cách giải bài tập phản ứng đốt cháy este hay, chi tiết - Hoá 12           

A. Phương pháp giải

1. Phản ứng đốt cháy 1 este:

a. Este no, đơn chức, mạch hở:

- CTTQ: C_nH_2nO₂, n ≥ 2

- Phản ứng cháy:

b. Este không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết C=C:

- CTTQ: C_nH_2n-2O₂, n ≥ 4

- Phản ứng cháy:

+ n_CO2 > n_H2O

+ n_este = n_CO2 – n_H2O

c. Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử:

- CTTQ: C_nH_2n-2kO₂:

d. Este không no, có từ 2 liên kết C=C trở lên trong phân tử

C_nH_2n+2-2kO_m + O₂ → nCO₂ + (n+1-k)H₂O

e. Este bất kì:

- CTTQ: C_xH_yO_z. x, y, z nguyên dương, x ≥ 2, z ≥ 2

- Phản ứng cháy: C_xH_yO_z + O₂ → xCO₂ + y/2H₂O

- Áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải bài toán.

2. Bài toán đốt cháy hỗn hợp các este:

a. Bài toán đốt cháy 2 este đồng phân:

Các este đồng phân ⇒ có cùng CTPT, cùng KLPT.

b. Bài toán đốt cháy 2 este tạo thành từ cùng 1 axit, 2 ancol đồng đẳng hoặc cùng 1 ancol, 2 axit đồng đẳng:

- Các este này sẽ có cùng dạng CTTQ ⇒ Đặt CTPT trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa về bài toán 1 este.

- Số liên kết pi trong phân tử: 

c. Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có cùng CTTQ:

- Đặt CTPT trung bình

- Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán.

Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Đốt cháy 6g este Y ta thu được 4,48 l CO₂ (đktc) và 3,6g H₂O. Tìm CTCT của Y.

Giải

n_CO2 = 0,2 mol

n_H2O = 0,2 mol

⇒ n_CO2 = n_H2O ⇒ este Y no, đơn chức, mạch hở

Đặt CTTQ của Y là C_nH_2nO₂

⇒ (14n +32).0,2 = 6n

⇒ n = 2

⇒ CTPT của Y: C₂H₄O₂

⇒ CTCT của Y: HCOOCH₃

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít khí CO₂ (đktc) và 5,4 gam nước. Xác định công thức phân tử của X.

Giải

Ta có:

Vì khi đốt cháy X thu được n_H2O = n_CO2 nên X là este no đơn chức

Gọi công thức của este no, đơn chức là: C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

Theo đề bài, ta có:  ⇒ n = 3

Vậy công thức phân tử của X là: C₃H₆O₂

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 10 ml một este cần dùng hết 45 ml O₂, thu được V_CO2 : V_H2O = 4 : 3. Ngưng tụ sản phẩm cháy thấy thể tích giảm 30 ml. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Công thức của este đó là :

A. C₈H₆O₄     B. C₄H₆O₂.

C. C₄H₈O₂     D. C₄H₆O₄.

Giải

Đối với các chất khi và hơi, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên có thể áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố theo thể tích của các chất.

Theo giả thiết suy ra : V_H2O = 30 ml ; V_CO2 = 40 ml

Sơ đồ phản ứng :

C_xH_yO_z + O₂ → CO₂ + H₂O

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho các nguyên tố C, H, O ta có :

Vậy este có công thức là C₄H₆O₂.

B. Bài tập