Cách giải Bài toán đốt cháy hợp chất hữu cơ hay, chi tiết

Lý thuyết và Phương pháp giải

Hidrocacbon C_xH_y hoặc C_nH_2n+2-2k (n ≥ 1, 𝑘 ≥ 0)

* Dựa vào sản phẩm của phản ứng đốt cháy hidrocacbon:

- n_H2O > n_CO2 ⇒ CTPT C_nH_2n+2 và n_CnH2n+2 = n_H2O - n_CO2

- n_H2O = n_CO2 ⇒ CTPT C_nH_2n

- n_H2O < n_CO2 ⇒ CTPT C_nH_2n-2 và n_CnH2n-2 = n_CO2 - n_H2O

* Thường áp dụng ĐLBT nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

BTKL: m_CxHy + m_O2 pư = m_CO2 + m_H2O

BTNT:

n_C(CxHy) = n_C(CO2)

n_H(CxHy) = n_H(H2O)

⇒ m_CxHy pư = m_C + m_H = 12.n_CO2 + 2. n_H2O

n_O2 pư = n_CO2 + 1/2 n_H2O

* Một số công thức cần nhớ:

Chú ý:

- Nếu cho sản phẩm cháy thu được dẫn qua bình (1) đựng chất hấp thụ H₂O: P₂O₅, H₂SO_{4 đặc}, CaCl₂…bình (2) đựng chất hấp thụ CO₂ như: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂…

Khi đó:

    Khối lượng bình (1) tăng = m_H2O

    Khối lượng bình (2) tăng = m_CO2

- Nếu cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ thì khối lượng bình tăng = m_CO2 +m_H2O. Khi đó khối lượng dung dịch tăng hoặc giảm so với khối lượng dung dịch ban đầu.

    + Khối lượng dung dịch tăng: Δ𝑚_{𝑑𝑑 ↑} = (m_CO2+m_H2O) - m↓

    + Khối lượng dung dịch giảm: Δ𝑚_{𝑑𝑑 ↓} = m↓ -( m_CO2+m_H2O)

Bài tập vận dụng

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp A gồm 2 hidrocacbon no thu được 9,45g H₂O. Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

n_H2O = 9,45/18 = 0,525 mol

n_A = n_H2O – n_CO2 ⇒ n_CO2 = n_H2O – n_A =0,525-0,15 = 0,375 mol

n_CaCO3 = n_CO2 = 0,375 mol

⇒ m_CaCO3 = 0,375.100 = 37,5g

Bài 2: Khi đốt hoàn toàn 3 gam một hợp chất hữu cơ A thu được 8,8 gam CO₂ và 5,4 gam H₂O

a) Trong A có chứa những nguyên tố nào?

b) Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 40. Xác định công thức phân tử của A?

c) A có làm mất màu dung dịch brom không?

Hướng dẫn:

a)

→ m_O = 3 – (m_C + m_H) = 3 – 2,4 – 0,6 = 0

→ A chỉ chứa 2 nguyên tố C và H

b)

n_C : n_H = 0,2 : 0,6 = 1 : 3

→ Công thức đơn giản nhất của A: (CH₃)_n

M_A < 40 → 15n < 40 → n < 2,67 → n chỉ có thể là 1 hoặc 2

TH 1: n = 1 → Công thức phân tử của A là CH₃ ( Loại)

TH 2: n = 2 → Công thức phân tử của A là C₂H₆ ( thỏa mãn)

c) C₂H₆ không làm mất màu dung dịch brom