Khảo sát tỉ lệ số mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ môn Hóa học năm 2021

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I. NỘI DUNG

Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ thì bao giờ cũng cho sản phẩm CO₂ và H₂O. Ta dựa vào tỉ lệ số mol \(\frac{{{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}}}}{{{{\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}}}}\) hay \(\frac{{{{\text{V}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}}}}{{{{\text{V}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}}}}\) trong bài toán đốt cháy để xác định dãy đồng đẳng, công thức phân tử hay tính toán lượng chất

II. ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ PHẢN ỨNG CHÁY

1. Đốt cháy ankan:

C_nH_2n+2 + \(\frac{{{\text{3n + 1}}}}{{\text{2}}}\) O₂ → nCO₂ + (n + 1)H₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ > n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\) và \({{\text{n}}_{{\text{ankan}}}}{\text{ = }}{{\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}}{\text{ - }}{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}}\)

2. Đốt anken hay xixloankan

C_nH_2n + \(\frac{{{\text{3n}}}}{{\text{2}}}\) O₂ → nCO₂ + nH₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ = n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\)

3. Đốt ankin hay ankađien

C_nH_2n-2 + \(\frac{{{\text{3n - 1}}}}{{\text{2}}}\)O₂ → nCO₂ + (n-1)H₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ < n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\) và n_ankin = \({{\text{n}}_{{\text{ankin}}}}{\text{ = }}{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}} - {{\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}}\)

4. Đốt ankylbenzen

C_nH_2n-6 + \(\frac{{{\text{3n - 3}}}}{{\text{2}}}\)O₂ → nCO₂ +(n – 3) H₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ < n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\) và n_ankylbenzen = \(\frac{{\text{1}}}{{\text{3}}}{\text{(}}{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}} - {{\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}})\)

5. Đốt cháy các hợp chất có nhóm chức: khác ta cũng khảo sát tỷ lệ số mol giữa CO₂và H₂O rồi tìm ra đặc điểm tương tự như ta xét đối với hiđrocacbon

a/ Ancol đơn chức, no mạch hở:

C_nH_2n+2O + \(\frac{{{\text{3n}}}}{{\text{2}}}\)O₂ → nCO₂ + (n+1)H₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ > n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\) và \({{\text{n}}_{{\text{ancol}}}}{\text{ = }}{{\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}}{\text{ - }}{{\text{n}}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}}\)

b/ Anđehit no, đơn chức, mạch hở:

C_nH_2nO + \(\frac{{{\text{3n - 1}}}}{{\text{2}}}\) O₂ → nCO₂ + nH₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ = n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\)

c/ Axit no, đơn chức, mạch hở và este no, đơn chức, mạch hở

C_nH_2nO₂ + \(\frac{{{\text{3n - 2}}}}{{\text{2}}}\)O₂ → nCO₂ + nH₂O

Ta có: \({\text{n}}_{{{\text{H}}_{\text{2}}}{\text{O}}}^{}{\text{ = n}}{}_{{\text{C}}{{\text{O}}_{\text{2}}}}\)

II. BÀI TẬP MINH HỌA

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CH₄, C₃H₆ và C₄H₁₀ thu được 17,6g CO₂ và 10,8g H₂O. m có giá trị là:

A. 2g

B. 4g

C. 6g

D. 8g.

Hướng dẫn giải

Suy luận: Dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố C và H

M_{hỗn hợp} = m_C + m_H = \(\frac{{17}}{{44}} \cdot 12 + \frac{{10,8}}{{18}} \cdot 2 = 6gam\) → Đáp án C

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp 2 ankan thu được 9,45g H₂O. Cho sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thì khối lượng kết tủa thu được là:

A. 37,5g

B. 52,5g

C. 15g

D. 42,5g

Hướng dẫn giải

Suy luận:

n_ankan = nH₂O - nCO₂ → nCO₂ = nH₂O - n_ankan

nCO₂= \(\frac{{9,45}}{{18}}\) = 0,15 = 0,375 mol

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

nCaCO₃ = CO₂ = 0,375 mol

mCaCO₃ = 0,375.100 = 37,5g

→ Đáp án A

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hidrocacbon liên tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 11,2 lít CO₂ (đktc) và 12,6g H₂O. Hai hidrocacbon đó thuộc dãy đồng đẳng nào?

A. Ankan

B. Anken

C. Ankin

D. Aren

Hướng dẫn giải

Suy luận:

nH₂O = \(\frac{{12,6}}{{18}}\) = 0.7 > 0,5. Vậy đó là ankan → Đáp án A

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hidrocacbon liêm tiếp trong dãy đồng đẳng thu được 22,4 lít CO₂(đktc) và 25,2g H₂O. Hai hidrocacbon đó là:

A. C₂H₆ và C₃H₈

B. C₃H₈ và C₄H₁₀

C. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

D. C₅H₁₂ và C₆H₁₄

Hướng dẫn giải

Suy luận: nH₂O = \(\frac{{25,2}}{{18}}\) = 1,4 mol ; nCO₂ = 1mol

nH₂O > nCO₂ 2 chất thuộc dãy ankan. Gọi n là số nguyên tử C trung bình:

\({C_{\bar n}}{H_{2\bar n + 2}} + \frac{{3\bar n + 1}}{2}\)O₂ → \(\bar n\)CO₂ + \(\left( {\bar n + 1} \right)\)H₂O

Ta có: \(\frac{{\bar n}}{{\bar n + 1}} = \frac{1}{{1,4}} \to \bar n = 2,5\)

→ Đáp án A

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 1 ankan và 1 anken. Cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P₂O₅ dư và bình 2 đựng KOH rắn, dư thấy bình 1 tăng 4,14g, bình 2 tăng 6,16g. Số mol ankan có trong hỗn hợp là:

A. 0,06

B. 0,09

C. 0,03

D. 0,045

Hướng dẫn giải

Suy luận: nH₂O = \(\frac{{4,14}}{{18}}\) = 0,23 ; nCO₂ = \(\frac{{6,16}}{{44}}\) = 0,14

n_ankan = nH₂O – nCO₂ = 0,23 – 0,14 = 0,09 mol

→ Đáp án B

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp gồm CH₄, C₄H₁₀ và C₂H₄ thu được 0,14 mol CO₂ và 0,23 mol H₂O. Số mol ankan và anken có trong hỗn hợp lần lượt là:

A. 0,09 và 0,01

B. 0,01 và 0,09

C. 0,08 và 0,02

D. 0,02 và 0,08

Hướng dẫn giải

Suy luận: n_ankan = 0,23 – 0,14 = 0,09

n_anken= 0,1 – 0,09 = 0,01 (mol)

→ Đáp án A

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp 2 hidrocacbon mạch hở trong cùng dãy đồng đẳng thu được 11,2 lít CO₂ (đktc) và 9g H₂O. Hai hidrocacbon đó thuộc dãy đồng đẳng nào?

A. Ankan

B. Anken

C. Ankin

D. Aren

Hướng dẫn giải

Suy luận: nCO₂ = \(\frac{{11,2}}{{22,4}} = 0,5\) mol ; nH₂O = \(\frac{9}{{18}} = 0,5\)

→ nH₂O = nCO₂

Vậy 2 hidrocacbon thuộc dãy anken → Đáp án B

Bài 8: Một hỗm hợp khí gồm 1 ankan và 1 anken có cùng số nguyên tử C trong phân tử và có cùng số mol. Lấy m gam hỗn hợp này thì làm mất màu vừa đủ 80g dung dịch 20% Br₂trong dung môi CCl₄. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp đó thu được 0,6 mol CO₂. Ankan và anken đó có công thức phân tử là:

A. C₂H₆, C₂H₄

B. C₃H₈, C₃H₆

C. C₄H₁₀, C₄H₈

D. C₅H₁₂, C₅H₁₀

Hướng dẫn giải

Suy luận: n_anken = nBr₂ = \(\frac{{80.20}}{{100.160}} = \) 0,1 mol

C_nH_2n + \(\frac{{3n}}{2}\)O₂ → n CO₂ + n H₂O

0,1 0,1n

Ta có: 0,1n = \(\frac{{0,6}}{2} = \) 0,3 → n = 3 → C₃H_6. → Đáp án B

Bài 9: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) một ankin thể khí thu được CO₂ và H₂O có tổng khối lượng 25,2g. Nếu cho sản phẩm cháy đi qua dd Ca(OH)₂ dư thu được 45g kết tủa.

a/ V có giá trị là:

A. 6,72 lít

B. 2,24 lít

C. 4,48 lít

D. 3,36 lít

b/ Công thức phân tử của ankin là:

A. C₂H₂

B. C₃H₄

C. C₄H₆

D. C₅H₈

Hướng dẫn giải

Suy luận: nCO₂ = nCaCO₃ = \(\frac{{45}}{{100}}\) = 0,45 (mol)

a. nH₂O = \(\frac{{25,2 - 0,45.44}}{{18}} = \) 0,3 mol

n_ankin = nCO₂ – nH₂O = 0,45 – 0,3 = 0,15 mol

V_ankin = 0,15.22,4 = 3,36 lít

→ Đáp án D

b. nCO₂ = 3n_ankin. Vậy ankin có 3 nguyên tử C₃H₄

→ Đáp án B

Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn V lít (đktc) 1 ankin thu được 10,8g H₂O. Nếu cho tất cả sản phẩm cháy hấp thụ hết vào bình đựng nước vôi trong thì khối lượng bình tăng 50,4g. V có giá trị là:

A. 3,36 lít

B. 2,24 lít

C. 6,72 lít

D. 4,48 lít

Hướng dẫn giải

Suy luận: Nước vôi trong hấp thu cả CO₂ và H₂O

mCO₂ + mH₂O = 50,4g ; mCO₂ = 50,4 – 10,8 = 39,6g

nCO₂ = \(\frac{{39,6}}{{44}} = \) 0,9 mol

n_ankin= nCO₂ – nH₂O = \(0,9 - \frac{{10,8}}{{4418}} = \) 0,3 mol → V = 0,3.22,4 = 6,72 (lit)

→ Đáp án C

Bài 11 :Chia hỗn hợp gồm C₃H₆, C₂H₄, C₂H₂, thành 2 phần đều nhau:

- Đốt cháy phần 1 thu được 2,24 lít CO₂ (đktc).

- Hidro hóa phần 2 rồi đốt cháy hết sản phẩm thì thể tích CO₂ thu được là:

A. 2,24 lít

B. 1,12 lít

C. 3,36 lít

D. 4,48 lít

Hướng dẫn giải

Nhận xét quan trọng: Đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon không no được bao nhiêu mol CO₂ thì sau đó hidro hóa hoàn toàn rồi đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon không no đó sẽ thu được bấy nhiêu mol CO₂. Đó là do khi hidro hóa thì số nguyên tử C không thay đổi và số mol hidrocacbon no thu được luôn bằng số mol hidrocacbon không no.

→ Đáp án A

Bài 12: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol ankin thu được 0,2 mol H₂O. Nếu hidro hóa hoàn toàn 0,1 mol ankin này rồi đốt cháy thì số mol H₂O thu được là:

A. 0,3

B. 0,4

C. 0,5

D. 0,6

Hướng dẫn giải

Nhận xét quan trọng: Sau khi hidro hóa hoàn toàn hidrocacbon không no rồi đốt cháy thì thu được số mol H₂O nhiều hơn so với khi đốt lúc chưa hidro hóa. Số mol H₂O trội hơn chính bằng số mol H₂ đã tham gia phản ứng hidro hóa.

Suy luận: Ankin cộng hợp với H₂ theo tỉ lệ mol 1:2. Khi cộng hợp có 0,2 mol H₂ phản ứng nên số mol H₂O thu được thêm cũng là 0,2 mol , do đó số mol H₂O thu được là 0,4 mol

Bài 13: Chia a gam ancol etylic thành 2 phần đều nhau.

Phần 1: mang đốt cháy hoàn toàn → 2,24 lít CO₂ (đktc)

Phần 2: mang tách nước hoàn toàn thành etylen, Đốt cháy hoàn toàn lượng etylen → m gam H₂O. m có giá trị là:

A. 1,6g

B. 1,8g

C. 1,4g

D. 1,5g

Hướng dẫn giải

Dựa trên phản ứng tách nước của rượu no đơn chức thành anken → n_rượu và sô nguyên tử C không thay đổi. Vì vậy đốt rượu và đốt anken tương ứng cho số mol CO₂ như nhau.

Suy luận: Đốt cháy được 0,1 mol CO₂ thì đốt cháy tương ứng cũng được 0,1 mol CO₂. Nhưng đốt anken cho mol CO₂ bằng mol H₂O.

Vậy m = 0,1.18 = 1,8.

→ Đáp án B

Bài 14: Đốt cháy a gam C₂H₅OH được 0,2 mol CO₂. Đốt cháy 6g C₂H₅COOH được 0,2 mol CO₂. Cho a gam C₂H₅OH tác dụng với 6g CH₃COOH (có H₂SO_4đ xt, t⁰ Giả sử H = 100%) được m gam este. m có giá trị là:

A. 4,4g

B. 8,8g

C. 13,2g

D. 17,6g

Hướng dẫn giải

Nhận xét: Đốt 2 chất hữu cơ, phân tử có cùng số nguyên tử C, được cùng số mol CO₂ thì 2 chất hữu cơ mang đốt cháy cùng số mol.

Suy luận:

\({n_{{C_2}{H_5}OH}} = {n_{C{H_3}COOH}} = \frac{1}{2}{n_{C{O_2}}}\) = 0,1 mol.

\({n_{C{H_3}COO{C_2}{H_5}}} = 0,1mol \to {m_{este}} = 0,1.88 = 8,8g\)

→ Đáp án B

C. LUYỆN TẬP

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon mạch hở X bằng O₂ vừa đủ. dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng H₂SO₄đặc dư, thì thấy thể tích sản phẩm giảm đi một nửa. X thuộc dãy đồng đẳng nào:

A. Anken

B. Ankan

C. Ankin

D. Xicloankan

Bài 2: Chia hỗn hợp hai ankin thành 2 phần bằng nhau

- Phần 1: Đem đốt cháy hoàn toàn thu được 1,76g CO₂ và 0,54 gam H₂O

- Phần 2: Dẫn qua dung dịch Br₂ dư

Khối lượng Br2 đã tham gia phản ứng là:

A. 2,8g

B. 3,2g

C. 6,4g

D. 1,4g

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lit (đktc) hỗn hợp khí X gồm: CH₄, C₂H₄, C₂H₆, C₃H₈ và C₄H₁₀ thu được 6,16g CO₂ và 4,14 gam H₂O. Số mol của C₂H₄ trong hỗn hợp X là:

A. 0,09

B. 0,01

C. 0,08

D. 0,02

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam một rượu X thu được 1,344 lit CO₂(đktc) và 1,44g H₂O. X tác dụng với Na dư cho khí H₂ có số mol bằng số mol của X. Công thức phân tử của X và giá trị m lần lượt là:

A. C₃H₈O₂ và 1,52g

B. C₄H₁₀O₂ và 7,28g

C. C₃H₈O₂ và 7,28g

D. C₃H₈O₃ và 1,52g

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 1,46g hỗn hợp 2 anđehit mạch hở đồng đẳng kế tiếp thu được 1,568lit CO2 (đktc) và 1,26 gam H2O. Công thức phân tử của 2 anđehit lần lượt là:

A. HCHO và CH₃CHO

B. CH₃CHO và C₂H₅CHO

C. C₂H₅CHO và C₃H₇CHO

D. C₂H₄CHO và C₃H₆CHO

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hỗn hợp X gồm 2 axit hữu cơ đồng đẳng liên tiếp thu được 3,36 lit CO₂(đktc) và 2,7g H₂O. Số mol của mỗi axit lần lượt là:

A. 0,04 và 0,06

B. 0,08 và 0,02

C. 0,05 và 0,05

D. 0,045 và 0,055

Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm các este no, đơn chức, mạch hở. Sản phẩm chấy được dẫn vào bình đựng dung dịch nước vôi trong thấy khối lượng bình tăng 6,2g. Số mol CO₂ và H₂O sinh ra lần lượt là:

A. 0,1 và 0,1

B. 0,01 và 0,1

C. 0,1 và 0,01

D. 0,01 và 0,01

Bài 8: Hỗn hợp X gồm các axit hữu cơ no, đơn chức, mạch hở và este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X bằng một lượng oxi vừa đủ. Toàn bộ sản phẩm cháy được dẫn chậm qua dung dịch H₂SO₄đặc, dư thấy khối lượng bình đựng axit tăng m gam và có 13,44 lit khí(đktc) thoát ra. Giá trị của m là:

A. 5,4g

B. 7,2g

C. 10,8g

D. 14,4g

Bài 9: Chia m gam X gồm: CH₃CHO, CH₃COOH và CH₃COOCH₃ thành hai phần bằng nhau:

Phần 1: Để đốt cháy hoàn toàn phần 1 cần tối thiểu 5,04lit O₂(đktc) thu được 5,4g H₂O

Phần 2: Tác dụng hết với H₂ dư(Ni,t^oC) được hỗn hợp Y. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y thu được V lit CO₂(đktc)

Giá trị của m và V lần lượt là:

A. 22,8 và 1,12

B. 22,8 và 6,72

C. 11,4 và 16,8

D. 11,4 và 6,72

Bài 10: Cho hỗn hợp X gồm 2 anđehit là đồng đẳng kế tiếp nhau tác dụng hết với H₂ dư (Ni, t^oC) thu được hỗn hợp hai ancol đơn chức. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp hai ancol này thu được 11g CO₂ và 6,3gam H₂O. Công thức của hai anđehit là:

A. C₂H₃CHO và C₃H₅CHO

B. C₂H₅CHO và C₃H₇CHO

C. C₃H₅CHO và C₄H₇CHO

D. CH₃CHO và C₂H₅CHO

Bài 11: Hỗn hợp X gồm CH₃COOH và C₃H₇OH với tỉ lệ mol là 1:1. Chia X thành hai phần bằng nhau:

- Phần 1: Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 2,24 lit CO₂(đktc)

- Phần 2: Đem este hóa hoàn toàn phần 2 thu được este Y( giả sử H = 100%). Đốt cháy hoàn toàn Y thì khối lượng nước thu được là:

A. 1,8g

B. 2,7g

C. 3,6g

D. 0,9g

Bài 12: Đốt cháy hai hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp nhau ta thu được 7,02 g H₂O và 10,56 gam CO₂. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là:

A. C₂H₄và C₃H₆

B. CH₄ và C₂H₆

C. C₂H₆và C₃H₈

D. C₂H₂ và C₃H₄

Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp giải các bài tập phản ứng giữa CO₂ (hoặc SO₂) với dung dịch kiềm môn Hóa học 12 năm 2021, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.

Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!

Ngoài ra các em có thể tham khảo thêm một số tư liệu cùng chuyên mục tại đây:

Khảo sát tỉ lệ số mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ môn Hóa học năm 2021

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

II. BÀI TẬP MINH HỌA

C. LUYỆN TẬP

Hồng Phong

Bình luận

Bài viết đọc nhiều

Bài viết cũ mà hay

Có Thể Bạn Quan Tâm ?

Khảo sát tỉ lệ số mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ môn Hóa học năm 2021

A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT

II. BÀI TẬP MINH HỌA

C. LUYỆN TẬP

Hồng Phong

Bộ câu hỏi rèn luyện ôn tập hè Chuyên đề Dòng điện xoay chiều môn Vật lý 12 năm 2021

Bài toán hợp chất của kim loại tác dụng với H2SO4 (đặc, nóng) môn Hóa học 12 năm 2021

Tham khảo thêm

Bình luận

Bài viết đọc nhiều

Bài viết cũ mà hay

Có Thể Bạn Quan Tâm ?