I. LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
1. Quan hệ pi trong phản ứng đốt cháy
- Hợp chất CxHy và CxHyOz: \({n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = (1 - k).{n_X} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
k = 0 \Rightarrow {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = {n_{ankan/ancol\,no,\,h\"e }}\\
k = 1 \Rightarrow {n_{{H_2}O}} = {n_{C{O_2}}}(anken,\,...)\\
k = 2 \Rightarrow {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = - {n_{ankin}}
\end{array} \right.\)
- Hợp chất CxHyNt và CxHyOzNt: \({n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = (1 - k + \frac{t}{2}).{n_X} \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 1,5{n_{{\rm{amin}}\,{\rm{no,}}\,{\rm{\neg n,}}\,{\rm{h\"e }}}}\\
{n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 0,5{n_{{\rm{amin}}\,{\rm{1C = C,}}\,{\rm{\neg n,}}\,{\rm{h\"e }}}}\\
{n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 2{n_{a\min \,no,\,hai\,ch{\o}c,\,h\"e }}
\end{array} \right.\)
2. Đốt cháy hỗn hợp amin, hiđrocacbon. BT(O): \(2{n_{{O_2}}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}\)
3. Đốt cháy hỗn hợp amin, ancol. BT(O): nO(ancol) + \(2{n_{{O_2}}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}\)
4. Phương pháp
- Nếu đề bài không cho amin no hay không no, đơn chức hay đa chức thì có thể chia trường hợp.
- Khi đốt cháy hỗn hợp thì
- Khi biết mol của từng chất trong hỗn hợp và mol CO2 thì biện luận nghiệm nguyên theo số C từng chất.
II. BÀI TẬP MINH HỌA
1. Dạng 1: Hỗn hợp amin và hiđrocacbon
Câu 1. Hỗn hợp M gồm một anken và hai amin no, đơn chức, mạch hở X và Y là đồng đẳng kế tiếp nhau (MX < MY). Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng vừa đủ 0,225 mol O2, thu được H2O, N2 và 0,12 mol CO2. Công thức phân tử của Y là
A. C3H9N.
B. C2H7N.
C. C4H11N.
D. CH5N.
Hướng dẫn giải
\(BTNT(O)\, \Rightarrow \,{n_{{H_2}O}} = 0,21\,mol\, \Rightarrow \,{n_{a\min }}\frac{{0,21 - 0,12}}{{1,5}} = 0,06\,mol\, \Rightarrow \,\overline {{C_{a\min }}} < \frac{{0,12}}{{0,06}} = 2\, \Rightarrow \,2\,a\min \left\{ \begin{array}{l}
C{H_5}N\\
{C_2}{H_7}N
\end{array} \right.\)
Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp M gồm một amin no, đơn, mạch hở và hai anken X và Y đồng đẳng kế tiếp nhau (MX < MY) cần dùng 25,2 lít O2 (đktc) thu được H2O, N2 và 15,68 lít CO2 (đktc). Tính khối lượng chất Y trong hỗn hợp M?
A. 2,8.
B. 6,3.
C. 5,6.
D. 4,2.
Hướng dẫn giải
\(BTNT(O)\, \Rightarrow \,{n_{{H_2}O}} = 0,85\,mol\, \Rightarrow \,{n_{a\min }} = \frac{{0,85 - 0,7}}{{1,5}} = 0,1\,mol\, \Rightarrow \,{n_{anken}} = 0,2\,mol.\)
\(\left\{ \begin{array}{l}
A\min :\,{C_n}{H_{2n + 3}}N:\,0,1\,\,mol\\
2\,anken:\,{C_{\overline m }}{H_{2\overline m }}:\,0,2\,mol
\end{array} \right.\,{n_{C{O_2}}} = 0,1n + 0,2\overline m = 0,7\, \Leftrightarrow \,n + 2\overline m = 7\)
| n | 1 | 2 | 3 | 4 |
| m (lẻ) | 3 (loại) | 2,5 (t/m) | 2 (loại) | 1,5 (loại) |
⇒ Amin: C2H7N; Anken \(\left\{ \begin{array}{l}
{C_2}{H_4}:\,0,1\,mol\\
{C_3}{H_6}:\,0,1\,mol\, \Rightarrow \,{m_Y} = 4,2\,gam.
\end{array} \right.\)
Câu 3. Hỗn hợp khí X gồm đimetylamin và hai hiđrocacbon đồng đẳng liên tiếp. Đốt cháy hoàn toàn 100 ml hỗn hợp X bằng một lượng oxi vừa đủ, thu được 550 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi nước. Nếu cho Y đi qua dung dịch axit sunfuric đặc (dư) thì còn lại 250 ml khí (các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện). Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là
A. CH4 và C2H6.
B. C2H4 và C3H6.
C. C2H6 và C3H8.
D. C3H6 và C4H8.
Hướng dẫn giải
⇒ Loại C và D.
\({V_{{C_2}{H_7}N}} < 100\,ml\, \Rightarrow \,{V_{{N_2}}} < 50\,ml\, \Rightarrow \,{V_{C{O_2}}} > 200\,ml\, \Rightarrow \,\overline {{C_X}} > \frac{{200}}{{100}} = 2\,\overline x > 2\) ⇒ Loại A
Câu 4. Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) và hiđrocacbon Y, số mol X lớn hơn số mol Y. Đốt cháy hoàn toàn 0,26 mol E cần dùng vừa đủ 2,51 mol O2, thu được N2, CO2 và 1,94 mol H2O. Mặt khác, nếu cho 0,26 mol E tác dụng với dung dịch HCl dư thì lượng phản ứng tối là 0,28 mol. Khối lượng của Y trong 0,26 mol E là
A. 10,32.
B. 10,00.
C. 12,00.
D. 10,55.
Hướng dẫn giải
\(BTNT(O)\, \Rightarrow \,{n_{C{O_2}}} = 1,54\,mol\, \Rightarrow \,{n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 2{n_X} + (1 - k){n_Y} \Leftrightarrow 1,94 - 1,54 = 2.0,14 + (1 - k).0,12 \Rightarrow \,k = 0\)
\(hhE\left\{ \begin{array}{l}
X:\,{C_n}{H_{2n + 4}}{N_2}:0,14\,mol\\
Y:\,{C_m}{H_{2m + 2}}:\,0,12\,mol
\end{array} \right.\,{n_{C{O_2}}} = 0,14n + 0,12m = 1,54 \Leftrightarrow 7n + 6m = 77 \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
n = 5\\
m = 7\, \Rightarrow \,{m_{{C_7}{H_{16}}}} = 12\,g.
\end{array} \right.\)
2. Dạng 2: Hỗn hợp amin và ancol
Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp E gồm ancol C3H8O và hai amin no, đơn chức, mạch hở Y, Z (số mol Y gấp 3 lần số mol Z; MZ = MY + 14) cần vừa đủ 1,5 mol O2, thu được N2, H2O và 0,8 mol CO2. Phần trăm khối lượng của Y trong E là
A. 59,73%.
B. 39,02%.
C. 23,23.
D. 46,97%.
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
\left\{ \begin{array}{l}
{C_3}{H_8}O:x\\
{C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 3}}N:y
\end{array} \right.{n_{{H_2}O}} = 1,5.2 + x - 2.0,8 = 1,4 + x\\
\to \left\{ \begin{array}{l}
{n_{C{O_2}}} = 3x + \overline n y = 0,8{\rm{ (1)}}\\
{n_{{H_2}O}} = 4x + \overline n y + 1,5y = 1,4 + x{\rm{ (2)}}
\end{array} \right.y = 0,4 \Rightarrow \,\overline n < \frac{{0,8}}{{0,4}} = 2 \to \left\{ \begin{array}{l}
C{H_5}N:0,3\\
{C_2}{H_7}N:0,1
\end{array} \right.\\
{n_{C{ & _3}{H_8}O}} = \frac{{0,8 - 0,3 - 2.0,1}}{3} = 0,1\,mol\, \to \% {m_{C{H_5}N}} = \frac{{31.0,3}}{{31.0,3 + 45.0,1 + 60.0,1}}.100\% = 46,97\%
\end{array}\)
Câu 2. Hỗn hợp E gồm ba chất X, Y và ancol propylic. X, Y là hai amin kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, phân tử X, Y đều có hai nhóm NH2 và gốc hiđrocacbon không no, MX < MY. Đốt cháy hết 0,12 mol E cần dùng vừa đủ 0,725 mol O2, thu được H2O, N2 và 0,46 mol CO2. Phần trăm khối lượng của X có trong E là
A. 40,89%.
B. 30,90%.
C. 31,78%.
D. 36,44%.
Hướng dẫn giải
PTHH: (1) C3H8O + 4,5O2 → 3CO2 + 4H2O
(2) CnH2n+4-2kN2 + O2 → nCO2 + (n + 2 - k)H2O + N2
Ta có đốt cháy E cho ; mà ancol propylic đốt cháy
Ps: Có thể bỏ qua bước biện luận trên và xét từng TH cụ thể (Amin có k = 1; k = 2; …)
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{n_E} = x + y = 0,12\\
BT(C):\,3x + \overline n y = 0,46\\
BT(O):\,x + 2.0,725 = 2.0,46 + 4x + \overline n y + y
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = 0,05\,mol\\
y = \,0,07\,mol\\
\overline n y = 0,31\, \Rightarrow \overline n = 4,4\, \Rightarrow \,\,{C_4}{H_{10}}{N_2}\,;\,{C_5}{H_{12}}{N_2}
\end{array} \right.\)
⇒ \(E\,\left\{ \begin{array}{l}
X:\,{C_4}{H_{10}}{N_2}:\,a\,mol\\
Y:\,{C_5}{H_{12}}{N_2}:\,b\,mol\\
{C_3}{H_8}O:\,0,05\,mol
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a + b = 0,07\\
4a + 5b + 3.0,05 = 0,46
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
a = 0,04\,mol\, \Rightarrow \,\% {m_X} = 36,44\% .\\
b = \,0,03\,mol
\end{array} \right.\)
3. Dạng 3: Hỗn hợp amin và các hợp chất hữu cơ khác
Câu 1. Hỗn hợp X gồm alanin, axit glutamic và axit acrylic. Hỗn hợp Y gồm propen và trimetylamin. Đốt cháy hoàn toàn a mol X và b mol Y thì tổng số mol oxi cần dùng vừa đủ là 1,14 mol, thu được H2O; 0,1 mol N2 và 0,91 mol CO2. Mặt khác, khi cho a mol X tác dụng với dung dịch KOH dư thì lượng KOH phản ứng là m gam. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 16,8.
B. 14,0.
C. 11,2.
D. 10,0.
Hướng dẫn giải
Qui đổi hh X, Y
Chú ý: Có thể thay phương trình BT(O) bằng bảo toàn e: 6x + 3.0,2 = 4.1,14 ⇒ x = 0,66 mol
PP bảo toàn e trong hóa hữu cơ:
Câu 2. Hỗn hợp X gồm glyxin, axit glutamic, lysin, tripanmitin, metan, và etylamin. Đốt cháy hoàn toàn 0,42 mol X cần dùng vừa đủ a mol O2, thu được hỗn hợp gồm CO2; 59,76 gam H2O và 0,12 mol N2. Giá trị của a là
A. 4,44.
B. 4,12.
C. 3,32.
D. 3,87.
Hướng dẫn giải
\(\begin{array}{l}
\, - {n_{C{O_2}}} = 2{n_X} + {n_Y} \Leftrightarrow 1,35 + 0,1 - 1,15 = 2.0,1 + a \Rightarrow \,a = 0,1\,mol \Rightarrow \,Y,\,Z\,l\mu \,anken\\
\,{n_{C{O_2}}} = 0,1n + 0,1\overline m = 1,15 \Rightarrow n + \overline m = 11,5\left\{ \begin{array}{l}
n = 6\\
\overline m = 5,5
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{C_6}{H_{16}}{N_2}:\,0,1\,mol\\
{C_5}{H_{10}}(Y):\,0,05\,mol\\
{C_6}{H_{12}}\,(Z):\,0,05\,mol
\end{array} \right. \Rightarrow \% {m_Y} = 18,13\%
\end{array}\)
III. BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Câu 1. Hỗn hợp M gồm một anken và hai amin no, đơn chức, mạch hở X và Y là đồng đẳng kế tiếp (MX < MY). Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng 4,536 lít O2 (đktc) thu được H2O, N2 và 2,24 lít CO2 (đktc). Chất Y là
A. etylamin. B. propylamin. C. butylamin. D. etylmetylamin.
Câu 2. Hỗn hợp M gồm anken X và hai amin no, đơn chức, mạch hở Y, Z (MY < MZ). Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng 21 lít O2 sinh ra 11,2 lít CO2 (các thể tích khí đều đo ở đktc). Công thức của Y là
A. CH3NH2. B. CH3CH2CH2NH2. C. C2H5NH2. D. CH3CH2NHCH3.
Câu 3. Hỗn hợp X gồm một amin no, đơn chức, một anken, một ankan. Đốt cháy hoàn toàn 12,95 gam hỗn hợp X cần V lít O2 (đktc) thu được 19,04 lít CO2 (đktc), 0,56 lít N2 (đktc) và H2O. Số mol ankan có trong hỗn hợp X là
A. 0,15. B. 0,08. C. 0,12. D. 0,10.
Câu 4. Hỗn hợp X chứa một amin no, đơn chức, mạch hở và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 0,22 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu được có 12,544 lít ở (đktc) và 13,32 gam Phần trăm khối lượng của amin có trong X là
A. 71,66%. B. 52,6%. C. 28,34%. D. 47,4%.
Câu 5. Hỗn hợp X chứa một amin no, đơn chức, mạch hở và một ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,23 mol hỗn hợp X, sản phẩm cháy thu được có 31,68 gam CO2 và 14,67 gam H2O. Xác định khối lượng của hỗn hợp X ứng với 0,23 mol?
A. 10,68. B. 12,09. C. 11,06. D. 13,08
Câu 6. Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở, đơn chức, bậc III) và hai ankin. Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol E cần dùng 0,5 mol O2, thu được N2, CO2 và H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch NaOH đặc dư, thấy khối lượng bình tăng 20,8 gam. Khối lượng của amin X trong 10,72 gam hỗn hợp E là
A. 3,54 gam B. 2,36 gam C. 4,72 gam D. 7,08 gam
Câu 7. Hỗn hợp X chứa 2 amin no, mạch hở, đơn chức (đồng đẳng liên tiếp, tỉ lệ mol 4:1), một ankan và một anken. Đốt cháy toàn toàn 0,35 mol X cần dùng vừa đủ 0,88 mol O2. Sản phẩm cháy thu được có chứa 20,68 gam CO2 và 0,05 mol N2. Phần trăm khối lượng của anken có trong X gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 22,6%. B. 25,0%. C. 24,2%. D. 18,8%.
Câu 8. Đốt cháy hoàn toàn 50 ml hỗn hợp khí X gồm trimetylamin và hai hiđrocacbon đồng đẳng kế tiếp bằng một lượng oxi vừa đủ, thu được 375 ml hỗn hợp Y gồm khí và hơi. Dẫn toàn bộ Y đi qua dung dịch H2SO4 đặc (dư), thể tích khí còn lại là 175 ml. Các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện. Hai hiđrocacbon đó là
A. C2H4 và C3H6. B. C3H6 và C4H8. C. C2H6 và C3H8. D. C3H8 và C4H10.
Câu 9. Cho hỗn hợp E gồm ba chất X, Y và ancol propylic. X, Y là hai amin kế tiếp trong cùng dãy đồng đẳng, phân tử X, Y đều có hai nhóm NH2 và gốc hiđrocacbon không no, MX < MY. Khi đốt cháy hết 0,5 mol E cần vừa đủ 2,755 mol O2, thu được H2O, N2 và 1,77 mol CO2. Phần trăm khối lượng của X trong E là
A. 19,35% B. 52,34%. C. 49,75%. D. 30,90%.
Câu 10. Cho hỗn hợp E gồm ba chất X, Y và ancol propylic. X, Y là hai amin kế tiếp trong cùng dãy đồng đẳng; phân tử X, Y đều có hai nhóm NH2 và gốc hidrocacbon không no; MX < MY. Khi đốt cháy hết 0,1 mol E cần vừa đủ 0,551 mol O2, thu được H2O, N2 và 0,354 mol CO2. Phần trăm khối lượng của Y trong E là
A. 52,34%. B. 30,90%. C. 49,75%. D. 19,35%.
Trên đây là phần trích dẫn Phương pháp giải dạng bài toán hỗn hợp Amin và hợp chất hữu cơ 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!
