Dạng bài: Đốt cháy hidrocacbon


Đốt cháy hidrocacbon là dạng bài cơ bản, xuất hiện nhiều trong các đề kiểm tra, đề thi. Dạng bài này đòi hỏi học sinh áp dụng thuần thục các các định luật BTKL, BTNT. Vì vậy Tech12h.com xin chia sẻ bài đăng dưới đây . Mong muốn của chúng tôi là giúp các bạn hoàn thiện, nâng cao kiến thức để hoàn thành được mục tiêu của mình.

NỘI DUNG TRẮC NGHIỆM

Dạng bài: Đốt cháy hidrocacbon

A. Tổng quan kiến thức và phương pháp giải bài tập

PTTQ:

CxHy  +  (x + $\frac{y}{4}$)O2 →  xCO2 + $\frac{y}{2}$H2O

Chú ý:

  • Sản phẩm đốt cháy thường được định lượng bằng bình (1) chứa H2SO4 đặc, P2O5,…hấp thu nước, bình (2) chứa NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2,…hấp thụ CO2.
  • Nếu cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 thì khối lượng bình tăng = mCO2 + mH2O

 

1. Đốt cháy ankan

CTTQ: CnH2n +2

PTHH:  CnH2n +2 + ($\frac{3n+1}{2}$)O2 → nCO2 + (n+1)H2O

Kết luận:

  • Sản phẩm đốt cháy có: nH2O > nCO2
  • nAnkan = nH2O – nCO2.

Phương pháp giải:

  • Bước 1:  Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
  • Bước 2: Gọi CTPT của ankan là CnH2n +2 =>Viết PTHH.
  • Bước 3: Đặt số mol vào PTHH .
  • Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) một ankan. Sản phẩm đốt cháy dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 , bình 2 đựng Ca(OH)2 dư. Thấy bình 1 tăng lên 3,6 gam và bình 2 thu được 10g kết tủa.

a) Tính V.

b) Xác định công thức phân tử của ankan.

Ta có: nH2O = $ \frac{m}{M}= \frac{3,6}{18} = 0,2 $ (mol)

nCaCO3 = $ \frac{m}{M}= \frac{10}{100} = 0,1 $ (mol)

     CO2 + Ca(OH)2 →  CaCO3 + H2O

(mol)  0,1<-                     0,1

=> nCO2 = nCaCO3 = 0,1 (mol)

Gọi CT của ankan là : CnH2n+2 (n≥1)

PTHH: CnH2n +2 + ($\frac{3n+1}{2}$)O2 → nCO2 + (n+1)H2O

P/ư                                                       0,1               0,2        

Ta có:   nAnkan = nH2O – nCO2 = 0,2 – 0,1 = 0,1 (mol)

=> V = 0,1 . 22, 4 = 2,24 (lit)              

b) Ta có : n = $ \frac{n_{CO_2}}{n_{ankan}}$ = 0,1 : 0,1 = 1

=> CTPT của ankan : CH4

2. Đốt cháy anken

CTTQ: CnH2n

PTHH:  CnH2n  + ($\frac{3n}{2}$)O2 → nCO2 + nH2O

Kết luận:

  • Sản phẩm đốt cháy có: nH2O =  nCO2.

Phương pháp giải:

  • Bước 1:  Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
  • Bước 2: Gọi CTPT của ankan là CnH2n  =>Viết PTHH.
  • Bước 3: Đặt số mol vào PTHH .
  • Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lít (đktc) một ankan. Sản phẩm đốt cháy dẫn toàn bộ vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 40g kết tủa. Xác định công thức phân tử của anken.

Ta có: nAnkan = $ \frac{4,48}{22,4} = 0,2 (mol) $

nCaCO3 = $ \frac{m}{M}= \frac{40}{100} = 0,4 $ (mol)

        CO2 + Ca(OH)2 →  CaCO3 + H2O

(mol)  0,4<-                       0,4

=> nCO2 = nCaCO3 = 0,4 (mol)

Gọi CT của ankan là : CnH2n (n≥2)

PTHH: CnH2n  + ($\frac{3n}{2}$)O2 → nCO2 + nH2O

P/ư         0,2                                  0,4    

Ta có : n = $ \frac{n_{CO_2}}{n_{anken}}$ = 0,4 : 0,2 = 2

=> CTPT của anken : C2H4.

3. Đốt cháy ankin

CTTQ: CnH2n - 2

PTHH:  CnH2n - 2 + ($\frac{3n-1}{2}$)O2 → nCO2 + (n-1)H2O

Kết luận:

  • Sản phẩm đốt cháy có: n CO2 > nH2O
  • nAnkin = nCO2 – nH2O.

Phương pháp giải:

  • Bước 1:  Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
  • Bước 2: Gọi CTPT của ankan là CnH2n -2 =>Viết PTHH.
  • Bước 3: Đặt số mol vào PTHH .
  • Bước 4: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) một ankin. Sản phẩm đốt cháy dẫn lần lượt qua bình 1 đựng H2SO4 , bình 2 đựng Ca(OH)2 dư. Thấy bình 1 tăng lên 1,8 gam và bình 2 thu được 20g kết tủa.

a) Tính V.

b) Xác định công thức phân tử của ankin.

Ta có: nH2O = $ \frac{m}{M}= \frac{1,8}{18} = 0,1 $ (mol)

nCaCO3 = $ \frac{m}{M}= \frac{20}{100} = 0,2 $ (mol)

     CO2 + Ca(OH)2 →  CaCO3 + H2O

(mol)  0,2<-                     0,2

=> nCO2 = nCaCO3 = 0,2 (mol)

Gọi CT của ankan là : CnH2n­-2 (n≥2)

PTHH: CnH2n - 2 + ($\frac{3n-1}{2}$)O2 → nCO2 + (n-1)H2O

P/ư                                                       0,2               0,1        

Ta có:   nAnkin = nCO2 – nH2O = 0,2 – 0,1 = 0,1 (mol)

=> V = 0,1 . 22, 4 = 2,24 (lit)              

b) Ta có : n = $ \frac{n_{CO_2}}{n_{ankin}}$ = 0,2 : 0,1 = 2

=> CTPT của ankin : C2H2

4. Đốt cháy hỗn hợp hidrocacbon liên tiếp cùng dãy đồng đẳng

  • Khối lượng mol TB : $ \overline{M} = \frac{m_{hh}}{n_{hh}} $
  • Số nguyên tử C TB: $ \overline{n} = \frac{n_{CO_2}}{n_{hh}} $

Phương pháp giải:

  • Bước 1:  Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
  • Bước 2: So sánh số mol CO2 và H2O
  • Bước 3: Gọi CTPT chung của 2 hidrocacbon =>Viết PTHH. Đặt số mol vào PTHH.
  • Bước 4: Xác định $\overline{n} $
  • Bước 5: Tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 22,4 lít CO2(đktc) và 25,2 gam H2O. Xác định CTPT của hai hidrocacbon đó.

Ta có: nH2O = $ \frac{m}{M}= \frac{25,2}{18} = 1,4 $ (mol)

nCO2 = $ \frac{V}{22,4}= \frac{22,4}{22,4} = 1 $ (mol)

Ta thấy nH2O > nCO2 => 2 hidrocacbon thuộc dãy ankan.

Gọi CTPT chung của 2 hidrocacbon này là : $ C_{\overline{n}}H_{2\overline{n}+2}$

PTHH: $ C_{\overline{n}}H_{2\overline{n}+2}$+ ($\frac{3 \overline{n}+1}{2}$)O2 → $ \overline{n}$CO2 + ($\overline{n}$-1)H2O

P/ư                                                       1               1,4 

=> $ \frac{\overline{n}}{\overline{n}+1} = \frac{1}{1,4}$     

=> $ \overline{n}$ = 2,5

Do 2 hidrocacbon này là hai đồng đẳng liên tiếp nhau => Hai hidrocacbon có CTPT là: C2H6 và C3H8.      

5. Đốt cháy hỗn hợp nhiều hidrocacbon

  • Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mCxHy + mO2 = mCO2 + mH2O

  • Áp dụng bảo toàn nguyên tố:

nC(CxHy) = nC(CO2)    ;   nH(CxHy) = nH(H2O)­

=> mCxHy = mC + mH = 12nCO2 + 2nH2O

nO2 = nCO2 + ½ nH2O

Phương pháp giải:

  • Bước 1:  Đổi dữ kiện của đề bài đã cho ra số mol.
  • Bước 2: Áp dụng bảo toàn nguyên tố, tính nC , nH.
  • Bước 3: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn nguyên tố, tính toán theo yêu cầu của đề bài và kết luận.

Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm : C3H8 , C4H6, C5H10 và C6H6 thu được 7,92 gam CO2 và 2,7 gam H2O. Tính giá trị của m.

Ta có: nH2O = $ \frac{m}{M}= \frac{2,7}{18} = 0,15 $ (mol)

nCO2 = $ \frac{m}{M}= \frac{7,92}{44} = 0,18 $ (mol)

Sơ đồ phản ứng:

X { C3H8 , C4H6, C5H10 và C6H6} + O2 →   0,18 mol CO2, 0,15 mol H2O

Áp dụng BTNT:
nC = nCO2 = 0,18 (mol) ; nH = 2nH2O = 0,15.2 = 0,3 (mol)

=> mX = mC + mH = 0,18.12 + 0,3.1 = 2,46 (g)


Một số bài khác

Giải các môn học khác

Bình luận