Bài tập đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon A Lý thuyết và phương pháp giải * Gọi công thức hiđrocacbon là CxHy hoặc CnH2n+2 2k (k là số liên kết + vòng) o n 2n 2 2k 2 t 2 2 3n 1 k C H O nCO n 1 k[.]
Trang 1Bài tập đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon
A Lý thuyết và phương pháp giải
* Gọi công thức hiđrocacbon là: CxHy hoặc CnH2n+2-2k (k là số liên kết + vòng)
o
n 2n 2 2k 2
t
2
* Dựa vào sản phẩm của phản ứng đốt cháy:
-
CO H O
n n thì trong hỗn hợp đốt cháy chứa ít nhất 1 ankan
- Đốt cháy hỗn hợp ankan và anken thì
CO H O
n n và nankan (trong hỗn hợp) =
H O CO
n n
-
CO H O
n n thì hỗn hợp đó có thể gồm:
+) 2 hiđrocacbon (anken hoặc xicloankan) có công thức CnH2n
+) 1 hiđrocacbon là ankan CnH2n+2, chất còn lại có độ bất bão hoà k ≥ 2
+) Đặc biệt nếu hỗn hợp gồm CnH2n+2 và CmH2m-2 thì số mol 2 chất trong hỗn hợp bằng nhau
- Để giải các bài toán cần phối hợp triệt để bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:
O CO H O
hiđrocacbon C H CO H O
1
n n n
2
- Khi cho sản phẩm cháy thu được qua bình (1) đựng chất hấp thụ H2O như: P2O5,
H2SO4 đặc, CaCl2…bình (2) đựng chất hấp thụ CO2 như: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2…
khối lượng bình (1) tăng =
2
H O
m
khối lượng bình (2) tăng =
2
CO
m
- Nếu cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 thì
+ Khối lượng bình tăng =
CO H O
m m
+ Khối lượng dung dịch tăng = (
CO H O
m m ) – m↓
+ Khối lượng dung dịch giảm = m↓ - (
CO H O
m m )
B Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít (đktc) hỗn hợp gồm 2 hiđrocacbon X và Y (MY
> MX), thu được 11,2 lít khí CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O Công thức của X là
A CH4
Trang 2B C2H4
C C2H6
D C2H2
Hướng dẫn giải:
n 0,3mol;n 0,5mol;n 0,6mol
0,5
0,3
Hỗn hợp có CH4 Mặt khác MY > MX X là CH4
Đáp án A
Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm một ankan và một anken, thu
được 0,35 mol CO2 và 0,4 mol H2O Phần trăm số mol của ankan trong X là
A 25%
B 30%
C 75%
D 70%
Hướng dẫn giải:
Ta có: Ankan có k = 0 và
ankan H O CO
n n n ; Anken có k = 1 và
H O CO
nankan = 0,4 - 0,35 = 0,05 (mol)
ankan
0,05
0, 2
Đáp án A
Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M gồm một ankan X và một ankin Y, thu được
số mol CO2 bằng số mol nước Thành phần phần trăm về số mol của X và Y trong hỗn hợp M lần lượt là
A 20% và 80%
B 35% và 65%
C 50% và 50%
D 75% và 25%
Hướng dẫn giải:
H O(X) H O(Y) CO (X) CO (Y)
H O(X) CO (X) CO (Y) H O(Y)
X Y
n n
Trang 3x Y
Đáp án C
C Luyện tập
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon thu được 6,72 lít
CO2 (đktc) và 7,2 g H2O Tính thể tích oxi (đktc) dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X?
A 2,24 lít
B 6,72 lít
C 8,96 lít
D 11,2 lít
Hướng dẫn giải:
n 0,3 mol;n 0,4 mol
Bảo toàn nguyên tố oxi
O CO H O
1
2
→
2
O
0,4
2
→
2
O
V 11,2(l)
Đáp án D
Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon thu được số mol CO2 nhỏ hơn
số mol nước Hỗn hợp đó gồm:
A 2 ankan
B 2 anken
C chứa ít nhất một anken
D Chứa ít nhất một ankan
Hướng dẫn giải:
Khi đốt cháy ankan sẽ cho số mol CO2 nhỏ hơn số mol nước
o
t
3n 1
2
Hỗn hợp sẽ chứa ít nhất một ankan
Đáp án D
Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon thu được số mol CO2 bằng số mol nước Hỗn hợp 2 hiđrocacbon là
Trang 4A 2 ankan
B 2 anken
C 2 xicloankan
D B, C đều đúng
Hướng dẫn giải:
o 2
O ,t
y
2
1 1 mol
CO H O
x 2x
C H
Hỗn hợp là anken hoặc xicloankan
Đáp án D
Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C2H2 và hiđrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO2 và 2 lít hơi H2O (các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) Công thức phân tử của X là
A CH4
B C2H4
C C2H6
D C3H8
Hướng dẫn giải:
Tỉ lệ về thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol
CO CO
hh hh
Mà C2H2 có 2 nguyên tử C nên X cũng có 2 nguyên tử C
H O H O
hh hh
Mà C2H2 có 2 nguyên tử H nên X có 6 nguyên tử H
Vậy X là C2H6
Đáp án C
Câu 5: Hỗn hợp gồm CH4 và xicloankan X có tỉ lệ mol 1:1 Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu được 4 mol CO2 và 5 mol nước Công thức của X là
Trang 5A xiclopropan
B metylxiclopropan
C xiclobutan
D xiclopentan
Hướng dẫn giải:
- Khi đốt cháy xicloankan thì cho số mol nước bằng số mol CO2; khi đốt cháy ankan cho số mol nước lớn hơn số mol CO2
- Ta thấy khi đốt cháy hỗn hợp trên cho số mol nước lớn hơn số mol CO2 nên
CH xicloankan H O CO
n n n n 5 4 1(mol)
o
t
1 1 2 mol
o
t
3n
2
1 3 3 mol
2
CO
hh
Vậy X là xiclopropan
Đáp án A
Câu 6: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hiđrocacbon vào bình đựng dung dịch
brom dư Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, có 4 gam brom đã phản ứng và còn lại 1,12 lít khí Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO2 Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là (biết các thể tích khí đều đo ở đktc)
A CH4 và C2H4
B CH4 và C3H4
C CH4 và C3H6
D C2H6 và C3H6
Hướng dẫn giải:
nBrom = 0,025 mol; Sau phản ứng với Br2, khí thoát ra là ankan
2
CO
X
Gọi CTPT của hiđrocacbon còn lại là CxHy
Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol
Trang 6O
4 t 2
CH CO
1,12 1,12
2
O
x y t 2
C H xCO
0,56 1,68
x y
C H
Hiđrocacbon còn lại là anken C3H6
Đáp án C
Câu 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hiđrocacbon mạch hở, liên tiếp trong dãy
đồng đẳng thu được 22,4 lít CO2 (đktc) và 25,2 gam H2O Công thức phân tử 2 hiđrocacbon là
A CH4, C2H6
B C2H6, C3H8
C C3H8, C4H10
D C4H10, C5H12
Hướng dẫn giải:
CO H O
H O CO
n n nên 2 hiđrocacbon đó là ankan
Gọi công thức chung của 2 chất đó là CnH2n+2 (n>1)
Ta có: 2
2
CO
H O
n n 11, 4
n = 2,5
X và Y lần lượt là C2H6, C3H8
Đáp án B
Câu 8: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H2 là 21,2 gồm propan, propen và propin Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng của CO2 và H2O thu được là
A 16,8 gam
B 18,60 gam
C 18,96 gam
D 20,40 gam
Hướng dẫn giải:
Trang 7X gồm C3H8, C3H6, C3H4 đều có 3 nguyên tử C; MX = 21,2.2=42,4
mX = 0,1 42,4 = 4,24 g
2
CO X
n 3.n 3.0,1 0,3mol
nC = 0,3 mol mC = 0,3.12=3,6g
H
4, 24 3,6
1
CO H O
0,64
2
Đáp án C
Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp A gồm 2 hiđrocacbon no thu được
9,45 g Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thì khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu?
A 37,5 g
B 52,5 g
C 50 g
D 30,7 g
Hướng dẫn giải:
2
H O
9, 45
18
A H O CO CO H O A
n n n n n n 0,525 0,15 0,375mol
CaCO CO
3
CaCO
Đáp án A
Câu 10: Hỗn hợp X gồm metan, axetilen và propen có tỉ khối so với H2 là 13,1 Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X sau đó dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được 38 gam kết tủa trắng và khối lượng bình tăng thêm m gam Giá trị của m là :
A 21,72 gam B 16,68 gam C 22,84 gam D 16,72 gam
Hướng dẫn giải:
Đáp án C
Ta có:
X X
M 13,1.2 26,2
m m(C,H) 5,24g
n 0,2mol
Trang 8
2
2
BTNT
C trong X
CO
trong X
H O H
n 0,38mol n 0,38
n 0,38mol
n 0,38mol
n 0,34 mol
n 0,68mol
m 0,38.44 0,34.18 22,84g