PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỐT CHÁY ANKAN - HÓA 11

I. PHƯƠNG PHÁP GIẢI

 - Phương trình tổng quát: 

  C_nH_2n+2 + (3n + 1)/2O₂ → nCO₂ + (n + 1)H₂O

 - Nhận xét: 

  + n_CO2 < n_H2O

 + Nếu hiđrocacbon khi bị đốt cháy thu được n_CO2 < n_H2O thì hiđrocacbon đó là ankan. 

  + n_H2O - n_CO2 = n_{ankan bị đốt cháy}.

Dạng 1: Tính khối lượng ankan

- m_A = m_C + m_H

           = n_CO2.12 + n_H2O.2

Ví dụ:  Đốt cháy hoàn toàn m g hỗn hợp X gồm CH₄, C₂H₆ và C₄H₁₀ thu được 3,3g CO₂ và 4,5 g H₂O. Giá trị của m là

Gợi ý

  n_CO2 = 0,075 mol

  n_H2O = 0,25 mol

→ m_X = 0,075.12 + 0,25.2 = 1,4g

 

Dạng 2: Tính thể tích oxi tham gia phản ứng cháy

Theo ĐLBT nguyên tố O:

2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O

→ n_O2 = (2n_CO2 + n_H2O)/2

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn một hidrocacbon X thu được 6,72 lít CO₂ (đktc) và 7,2 g H₂O. Tính thể tích oxi (đktc) dùng để đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon X?

Gợi ý

  n_CO2 = 0,3 mol

  n_H2O = 0,4 mol

→ n_O2 = (0,3.2 + 0,4)/2 = 0,5 mol

→ V_O2 = 11,2 lit

 

Dạng 3: Xác định công thức phân tử của ankan từ CO₂ và H₂O

 Số mol H₂O > số mol CO₂

→ Số mol ankan = số mol H₂O – số mol CO₂

→ Số C = số mol CO₂/số mol ankan

Hay

  n = nCO₂/(nH₂O - nCO₂)

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A thu được 11g CO₂ và 5,4g nước. Xác định CTPT của A

Gợi ý

 n_CO2 = 0,25 mol

 n_H2O = 0,3 mol.

Số mol H₂O > số mol CO₂ → A  là ankan.

→ n = 0,25/(0,3 - 0,25) = 5

→ CTPT của A là C₅H₁₂

 

Dạng 4: Xác định CTPT của ankan trong hỗn hợp từ CO₂ và H₂O

Tổng số mol ankan = số mol H₂O – số mol CO₂

→ n_tb = số mol CO₂/tổng số mol ankan

Hay

   n_tb = n_CO2/(n_H2O – n_CO2)

 - Nếu 2 ankan là đồng đẳng kế tiếp thì n và m = n + 1

 - Nếu 2 ankan là đồng đẳng không liên tiếp

    n_tb = (na + mb)/(a + b)

trong đó: n và m là số C của 2 ancol

               a, b là số mol của mỗi ancol

Ví dụ: Đốt cháy hai hiđrocacbon X là đồng đẳng liên tiếp của nhau ta thu được 6,3 gam nước và 4,48 lit CO₂ (đktc). Công thức phân tử của hai hiđrocacbon đó là

Gợi ý

  n_CO2 = 0,2 mol

  n_H2O = 0,35 mol

Số mol H₂O > số mol CO₂ → X  là hỗn hợp 2 ankan.

→ n_tb = 0,2/(0,35 – 0,2)  = 1,33

→ CTPT của 2 ankan là CH₄ và C₂H₆.

 

Dạng 5: Xác định CTPT của ankan khi biết được khối lượng của ankan và số mol CO₂ (hoặc H₂O)

  C_nH_2n+2 + (3n + 1)/2O₂ → nCO₂ + (n + 1)H₂O

  14n + 2                               n

 → 14n + 2 = m_A.n/n_CO2

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 3g ankan X thu được 4,48 lit CO₂ (đktc). CTPT của X là

Gợi ý

n_CO2 = 0,2 mol

→ 14n + 2 = 3.n/0,2

→ n = 2. CTPT của X là C₂H₆

* Lưu ý:

 - Nếu cho biết số mol của H₂O

→ 14n + 2 = m_A.(n + 1)/n_H2O

 

Dạng 6: Xác định CTPT của ankan khi biết số mol của oxi cháy và CO₂ (H₂O hoặc ankan)

Theo ĐLBT nguyên tố O:

 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O

 - Nếu biết được số mol của O₂ cháy và số mol CO₂

→ n_H2O = 2n_O2 – 2n_CO2

 - Nếu biết được số mol của O₂ cháy và số mol H₂O

→ n_CO2 = (2n_O2 – n_H2O)

 - Nếu biết được số mol của ankan và oxi

→ 3n + 1 = n_O2.2/n_A

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn ankan A cần dùng 11,2 lit oxi (đktc) thu được 6,72 lit CO₂ (đktc). Xác định CTPT của A.

Gợi ý

  n_O2 = 0,5 mol

  n_CO2 = 0,3 mol

Theo ĐLBT nguyên tố O:

→ n_H2O = 0,5.2 – 0,3.2 = 0,4 mol

→ n = 0,3/(0,4 – 0,3) = 3. CTPT của A là C₃H₈.

 

II. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1: Khi đốt cháy hoàn toàn 7,84 lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đktc) thu được 16,8 lít khí CO₂ (đktc) và x gam H₂O. Giá trị của x là 

   A. 6,3.             

   B. 13,5.                       

   C. 18,0.                       

   D. 19,8.

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn hidrocacbon A thu được 17,6 g CO₂ và 0,6 mol H₂O.  CTPT của hidrocacbon A là      

   A. CH₄                         

   B. C₂H₆            

   C. C₃H₈            

   D. C₄H₁₀

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm CH₄, C₃H₆ và C₄H₁₀ thu được 17,6 gam CO₂ và 10,8 gam H₂O. Vậy m có giá trị là

   A. 2 gam.               

   B. 4 gam.                

   C. 6 gam.                            

   D. 8 gam.

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon cần có  8,96 lít O₂ (đktc). Cho sản phẩm cháy đi vào dung dịch Ca(OH)₂ dư thu được 25g kết tủa. CTPT của hiđrocacbon là:

   A. C₅H₁₀                      

   B .C₆H₁₂                      

   C . C₅H₁₂                     

   D. C₆H₁₄

Câu 5: X là hỗn hợp 2 ankan. Để đốt cháy hết 10,2 gam X cần 25,76 lít O₂ (đktc). Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư được m gam kết tủa. Giá trị m là

   A. 30,8 gam.              

   B. 70 gam.                              

   C. 55 gam.                              

   D. 15 gam

 

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng