Dạng bài: Đốt cháy hidrocacbon

1 Đánh giá

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.

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

PTTQ:

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

Chú ý:

Sản phẩm đốt cháy thường được định lượng bằng bình (1) chứa H₂SO_{4 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: C_nH_{2n +2}

PTHH: C_nH_{2n +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 C_nH_{2n +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 : C_nH_2n+2 (n≥1)

PTHH: C_nH_{2n +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: C_nH_2n

PTHH: C_nH_2n + ( $\frac{3n}{2}$ )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 C_nH_2n =>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 : C_nH_2n (n≥2)

PTHH: C_nH_2n + ( $\frac{3n}{2}$ )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: C_nH_{2n - 2}

PTHH: C_nH_{2n - 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 C_nH_{2n -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 : C_nH_2n-2 (n≥2)

PTHH: C_nH_{2n - 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 C₃H_8.

5. Đốt cháy hỗn hợp nhiều hidrocacbon

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

mC_xH_y + mO₂ = mCO₂ + mH₂O

Áp dụng bảo toàn nguyên tố:

nC_(CxHy) = nC_(CO2) ; nH_(CxHy) = nH_(H2O)

=> mC_xH_y = 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)

19 lượt xem

Cập nhật: 07/09/2021

Xem thêm bài viết khác

Xem thêm Một số chuyên đề ôn tập môn Hóa lớp 9