PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỐT CHÁY AMIN - HÓA 12

I. CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Phương trình hóa học

 C_nH_2n+3N + (6n + 3)/4 O₂ → nCO₂ + (n + 1,5)H₂O + 1/2N₂

  C_xH_yN_t + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O + t/2N₂

* Nhận xét:

- Amin đơn chức:

   n_N2 = 1/2n_amin

- Amin no, đơn chức, mạch hở:

   n_amin = 2/3(n_H2O – n_CO2)

II. BÀI TẬP VẬN DỤNG

1. Đốt cháy hoàn toàn V lít hơi một amin X bằng một lượng oxi vừa đủ tạo ra 8V lít hỗn hợp gồm khí cacbonic, khí nitơ và hơi nước (các thể tích khí và hơi đều đo ở cùng điều kiện). X có CTPT là

   A. CH₅N.   

   B. C₂H₇N.       

   C. C₃H₉N.      

   D. C₄H₁₁N.

Hướng dẫn

Theo gợi ý đáp án N = 1  → amin đơn chức

Gọi CT chung: C_xH_yN

C_xH_yN + (x + y/4)O₂ → xCO₂ + y/2H₂O + 1/2N₂

   V                                 xV       y/2V           1/2V

Theo giả thuyết: xV + y/2V + 1/2V = 8V

→  2x + y = 15

Điều kiện: y < hoặc = 2x + 3

Giá trị thỏa mãn là: x = 3 và y = 9

 → Đáp án: C

2. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm 2 amin no đơn chức là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, thu được CO₂ và hơi nước tỷ lệ thể tích CO₂ : H₂O = 8 : 17. Công thức phân tử của 2 amin?

   A. C₂H₅NH₂ và C₃H₇NH₂                               

   B. C₃H₇NH₂ và C₄H₉NH₂

   C. CH₃NH₂ và C₂H₅NH₂                                 

   D. C₄H₉NH₂ và C₅H₁₁NH₂

Hướng dẫn

Tỉ lệ thể tích là tỉ lệ số mol. Có thể xem số mol của CO₂ và H₂O lần lượt là 8 và 17

n_2amin = 2/3(17 – 8) = 6 mol

→ n_tb = 8/6 = 1,333

→ 2 amin đó là CH₃NH₂ và C₂H₅NH₂

  → Đáp án: C

3. Hỗn hợp M gồm một anken và hai amin no, đơn chức, mạch hở X và Y là đồng đẳng kế tiếp (M_X < M_Y). 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. etylmetylamin.       

   B. butylamin.              

   C. etylamin.                

   D. propylamin.

Hướng dẫn

n_O2 = 0,2025 mol và n_CO2 = 0,1 mol

theo ĐLBT nguyên tố O: 2.0,2025 = 2.0,1 + n_H2O

→ n_H2O  = 0,205 mol

→ n_2amin = 2/3.(n_H2O – n_CO2) = 0,07 mol

→ số C tb = n_CO2/n_{2 amin} = 0,1/0,07 = 1,43

Với anken có số C > hoặc =2. Vì vậy, 2 amin phải là CH₅N và C₂H₇N.

      → Đáp án: C

4. Đốt cháy hoàn toàn 0,16 mol hỗn hợp X gồm 3 amin no, đơn chức, mạch hở cần 0,66 mol O₂. Mặc khác, cho 9,7g X tác dụng vừa đủ với dung dịch hỗn hợp HCl 0,2M; H₂SO₄ 0,15M thu được dung dịch chứa mg muối trung hòa. Giá trị m là

   A. 14,4.          

   B. 13,22.        

   C. 16,28.        

   D. 18,5.

Hướng dẫn

Gọi công thức trung bình của hỗn hợp 3 amin là C_nH_{2n + 3}N

C_nH_2n+3N + (3n + 1,5)/2O₂  → nCO₂ + (n + 1,5)H₂O + 0,5N₂

  0,16             0,66

  → n_tb = 2,25

Ta có, số mol của hỗn hợp amin = 9,7/(14.2,25 + 17) = 0,2 mol

Số mol H⁺ = x.0,2 + 0,15.2.x = 0,2  → x = 0,4 lit

Khối lượng muối m = 9,7 + 36,5.0,2.0,4 + 98.0,15.0,4 = 18,5g

    →  Đáp án: D

5. Đốt cháy hoàn toàn 4,48 lit khí (đktc) hỗn hợp khí X gồm amin no, đơn chức, mạch hở Y và ankan Z cần vừa đủ 25,48 lit O₂ (đktc) thu được 16,83g H₂O. Công thức phân tử Y là

   A. CH₅N.       

   B. C₂H₇N.      

   C. C₃H₉N.      

   D. C₄H₁₁N.

Hướng dẫn

n_hh = 0,2 mol

gọi x, y công thức chung C_nH_{2n + 2} và C_mH_{2n + 3}N

ta có: x + y = 0,2 (1)

theo BT nguyên tố O: 2n_CO2 = 1,1375.2 – 0,935 → n_CO2 = 0,67 mol

ta có: 1,5x + y = n_H2O - n_CO2 = 0,265 (2)

giải hệ (1) và (2) → x = 0,13 mol và y = 0,07 mol

số C_TB = (nx + my)/(x + y) = 0,67/0,2 = 3,35

→ 0,13n + 0,07m = 0,67

→ 13n + 7m = 67 

→ n = (67 – 7m)/13

Nghiệm duy nhất thỏa mãn là m = 4 và n = 3

        →  Đáp án: D

6. Đốt cháy hoàn toàn 1,18g amin đơn chức X bằng một lượng không khí vừa đủ. Dẫn toàn bộ hỗn hợp khí vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư, thu được 6g kết tủa và 9,632 lit khí (đktc) duy nhất thoát ra khỏi bình. Giả thiết trong không khí có 20% O₂ và 80% về thể tích. Số đồng phân cấu tạo của B là

A. 1.          

B. 2.           

C. 3.           

D. 4.

Hướng dẫn

Gọi số mol O₂ pư: x thì số mol N₂ kk = 4x

n_CO2 = n_CaCO3 = 0,06 mol; n_N2 = 0,43 mol

Theo BTNT O: n_H2O = 2x – 0,06.2

Theo ĐLBTKL: 1,18 + 32x = 0,06.44 + 18.(2x – 0,06.2) + 28(0,43 - 4x)

→ x = 0,105 mol

→ n_H2O = 0,09 mol

→ n_{N2 pư} = 0,43 – 4.0,105 = 0,01 mol

→ CTPT X là C₃H₉N có số đồng phân là 4

  → Đáp án: D

7. Hỗn hợp X gồm 2 amin (no, đơn chức, đồng đẳng kế tiếp) và hai hidrocacbon (mạch hở, thể khí ở điều kiện thường, có cùng số H trong phân tử). Đốt cháy hoàn toàn 5,6 lit khí X cần vừa đủ 19,656 lit O₂ thu được H₂O, 29,92 g CO₂ và 0,56 lit N₂. Các thể khí được đo ở đktc. % thể tích của amin có phân tử khối lớn hơn trong X là

   A. 24%.     

   B. 16%.     

   C. 8%.       

   D. 12%.

Hướng dẫn

n_X = 0,25 mol

n_O2 = 0,8775 mol

n_CO2 = 0,68 mol

theo ĐLBT nguyên tố O:

n_H2O = 0,8775.2 – 0,68.2 = 0,395 mol

n_N2 = 0,025 mol → n_{2 amin} = 0,05 mol và n_{2 hidrocacbon} = 0,25 – 0,05 = 0,2 mol

 → số H_tb = 0,395.2/0,25  = 3,16

→ 2 hidrocacbon có số C = 2 là C₂H₂ và C₄H₂: 0,2 mol

 H_tb = (2.0,2 + 0,05.m)/0,25 = 3,16

→ m = 7,8  2 amin là C₂H₇N x mol và C₃H₉N là y mol

 x + y = 0,05 (1)

 7x + 9y = 7,8.0,05 = 0,39 (2)

→ x = 0,03 mol và y = 0,02 mol

→ %V_C3H9N = 0,02.100/0,25 = 8%

→ Đáp án: C

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