độ Bất Bão Hòa Trong Phản ứng Cháy - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.doc) (6 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Lớp 11
>>
3. Hóa học

độ bất bão hòa trong phản ứng cháy

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (139.71 KB, 6 trang )

Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990CHUYÊN ĐỀ 06: KHAI THÁC ĐỘ BẤT BÃO HÒATRONG PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY HỢP CHẤT HỮU CƠI. Phản ứng đốt cháy hợp chất hữu cơ1. Sơ đồ phản ứng đốt cháy hiđrocacbonO , to2 �CnH2n22k ���� nCO2  (n  1 k)H2OSuy ra : (k  1)nCnH2n 22k  nCO2  nH2O2. Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa oxi của hiđrocacbonO , to2 �CnH2n22kOx ���� nCO2  (n  1 k)H2OSuy ra : (k  1)nCnH2n22kOx  nCO2  nH2O3. Sơ đồ phản ứng đốt cháy dẫn xuất chứa nitơ, oxi của hiđrocacbonO , to2 �CnH2n22k tOxNt ���� nCO2  (n  1 k  0,5t)H2O  0,5tN2Suy ra : (k  1 0,5t)nCnH2n22k tOxNt  nCO2  nH2O● Như vậy :Khi đốt cháy hợp chất hữu cơ chứa C, H hoặc chứa C, H, O thì :(k  1)nCc CxHyOzxHy hoa� nCO  nH22OCòn khi đốt cháy hợp chất chứa nitơ hoặc chứa đồng thời cả oxi và nitơ thì:(k  1 0,5t)nCc CxHyOzNtxHyNt hoa� nCO  nH22OII. Ví dụ minh họaVí dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X gồm một ankan và một anken, thu được 0,35 mol CO 2 và0,4 mol H2O. Phần trăm số mol của anken trong X làA. 40%.B. 50%.C. 25%.D. 75%.(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2014)Hướng dẫn giảiTheo giả thiết và sử dụng công thức (k - 1)nC H = nCO - nH Ox y22�nC H+ nC H = 0,2�n 2n+2m 2m���(01)nCnH2n+2 + (1- 1)nCmH2m = nCO2 - nH2O =- 0,05��{{��0,350,4��nC H= 0,05�n 2n+2��� %nC H = 75%�m 2m�nC H = 0,15�� m 2mVí dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm CH4, C2H6, C3H8, C2H2, C3H4, C4H6 thu được a mol CO2 và 18agam H2O. Tổng phần trăm về thể tích của các ankan trong X là :A. 30%.B. 40%.C. 50%.D. 60%.(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Tam Nông – Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)Hướng dẫn giảiĐặt công thức chung của các chất CH 4, C2H6, C3H8 là CnH2n2 (k  0) ; công thức chung của các chấtC2H2, C3H4, C4H6 là CmH2m2 (k  2).Sử dụng công thức (k  1)nh��p cha�t h��u c� nCO2  nH2O , ta có :Trang 1/6 - Mã đề thi 357Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990(0  1)nCnH2n 2 (2  1)nCmH2m2 nCO  nH O  0 � nC H nC Hn 2n 2m 2m2{ 2 {2aaVậy phần trăm về thể tích của các ankan trong hỗn hợp là 50%Ví dụ 3: Hỗn hợp A gồm ankan X và anken Y (tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3) có tỉ khối so với H 2 bằng 21,4. Đốtcháy 3,36 lít hỗn hợp A thì thu được a lít CO2 (đktc). Giá trị của a là :A. 9,86.B. 8,96.C. 10,08.D. 4,48.Hướng dẫn giảiTheo giả thiết, ta có :��nC H: nC H  2:3nC H 0,06��n 2n 2m 2m� � n 2n2�nC H nC H  0,15 �n 0,09��n 2n 2m 2m�CmH2mSuy ra :�12 nC  nH  21,4.2.0,15  6,42{{�2nH O  12nCO  6,42�� n�222nH OCO���22n nCO  0,06�n�2� H2O� H2O  nCO2  nCnH2n 2  0,06��nH O  0,51�� 2� VCO (�ktc)  10,08 l�t2nCO  0,45�� 2Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm ba ancol cùng dãy đồng đẳng, thu được 4,704 lít khí CO 2(đktc) và 6,12 gam H2O. Giá trị của m làA. 4,98.B. 4,72.C. 7,36.D. 5,28.(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2014)Hướng dẫn giảiTa thấy :�nH O > nCO : ba ancol no��{2{ 2��0,340,21��nCO��2�C== 1,615:ba ancol ñôn chöùcancol�nn�H2OCO2���nO/ancol = nancol = nH O - nCO = 0,13�22����mancol = mC + mH + mO = 5,28 gam�{{{��0,21.12 0,34.2 0,13.16�Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,07 mol một ancol đa chức và 0,03 mol một ancol không no,có một liên kết đôi, mạch hở, thu được 0,23 mol khí CO2 và m gam H2O. Giá trị của m làA. 5,40.B. 2,34.C. 8,40.D. 2,70.(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)Hướng dẫn giảiSố nguyên tử cacbon trung bình của hai ancol là : Cancol nCO2nancol0,23 2,3 .0,07  0,03Vì ancol không no phải có số nguyên tử C lớn hơn hoặc bằng 3, suy ra ancol hai chức là C 2H4(OH)2.Như vậy, hỗn hợp X gồm một ancol no (k=0) và một ancol không no (k=1).Sử dụng công thức (k  1)nCxHyOz  nCO2  nH2O , ta có :(0  1)nC H (OH)  (1 1)nC H nCO  nH O � nH O  0,3224 4 32n 2n1OH2{ 2 {2140,070,23?Trang 2/6 - Mã đề thi 357Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990� m  mH2O 0,3.18  5,4 gamVí dụ 6: Hỗn hợp X gồm axit panmitic, axit stearic và axit linoleic. Để trung hòa m gam X cần 40 ml dungdịch NaOH 1M. Mặt khác, nếu đốt cháy hoàn toàn m gam X thì thu được 15,232 lít khí CO 2 (đktc) và 11,7gam H2O. Số mol của axit linoleic trong m gam hỗn hợp X làA. 0,015.B. 0,010.C. 0,020.D. 0,005.Hướng dẫn giảiAxit panmitic C15H31COOH, axit stearic C17H35COOH trong phân tử đều có 1 liên kết  (k = 1). Axitlinoleic C17H31COOH có 3 liên kết  (k = 3).Sử dụng công thức (k  1)nh��p cha�t h��u c� nCO  nH O , ta có :2(1 1)n(C17H35COOH, C15H31COOH)2 (3 1)nC H COOH  nCO  nH O1 1744 2314 43 { 2 {20,68?� nC17H31COOH0,65 0,015 molVí dụ 7: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm hai ancol đơn chức, cùng dãy đồng đẳng, thu được15,68 lít khí CO2 (đktc) và 17,1 gam nước. Mặt khác, thực hiện phản ứng este hóa m gam X với 15,6 gamaxit axetic, thu được a gam este. Biết hiệu suất phản ứng este hóa của hai ancol đều bằng 60%. Giá trị củaa làA. 15,48.B. 25,79.C. 24,80.D. 14,88.(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012)Hướng dẫn giảiKhi đốt cháy hỗn hợp X gồm 2 ancol đơn chức, thu được :17,115,68nH O  0,95  nCO  0,7 � X gồm 2 ancol no, đơn chức.221822,4nancol  nHO  nCO  0,95  0,7  0,25 � Cancol 22nCO2nancol 2,815,6 0,26  nancol  0,25 � Hiệu suất phản ứng tính theo ancol.60Trong phản ứng este hóa, ta có: nH O  nancol pha�n��ng  nCH COOH pha�n��ng  0,25.60%  0,15nCH3COOH23Theo bảo toàn khối lượng, ta có: mancol  maxit  meste  mH2O� meste  (14.2,8 18).0,1514 2 43  0,15.1814 2 43  14,881 4 44 24 4 43  60.0,15mancolmaxitmH O2Ví dụ 8: Hỗn hợp X gồm một axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở và một ancol đơn chức, mạch hở. Đốtcháy hoàn toàn 21,7 gam X, thu được 20,16 lít khí CO 2 (đktc) và 18,9 gam H2O. Thực hiện phản ứng estehóa X với hiệu suất 60%, thu được m gam este. Giá trị của m làA. 15,30.B. 12,24.C. 10,80.D. 9,18.(Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)Hướng dẫn giảiĐốt cháy axit cacboxylic no, đơn chức (k = 1), hiệu số mol H 2O và CO2 bằng 0. Đốt cháy ancol no, đơnchức (k = 0), hiệu số mol H 2O và CO2 bằng mol ancol. Suy ra hiệu số mol H 2O và mol CO2 khi đốt cháy Xbằng mol ancol.Từ mối liên hệ giữa mol H2O và mol CO2 kết hợp với bảo toàn nguyên tố O và C, ta có :Trang 3/6 - Mã đề thi 357Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990�nO trong ancol  nC H nH O  nCO  0,15n 2n1OH{2{ 2�1,050,9��0,15n  0,2m  0,9�mmmm��XCHO trong ancol 0,2 � �m  3�nCmH2mO2 32�n  2��n.nC Hm.n0,9�CmH2mO2� n 2n1OH�naxit  nancol{�{�0,20,15� meste  (M axit  M ancol  M H O )neste  9,18gam�{2 {1 2 3 123.60%0,09�neste  nancol{740,094618�0,15�Ví dụ 9*: Đốt cháy hoàn toàn m gam chất béo X (chứa triglixerit của axit stearic, axit panmitic và các axit béotự do đó). Sau phản ứng thu được 13,44 lít CO2 (đktc) và 10,44 gam nước. Xà phòng hoá m gam X (H =90%) thì thu được khối lượng glixerol là:A. 2,484 gam.B. 0,828 gam.C. 1,656 gam.D. 0,92 gam.Hướng dẫn giảiĐối với axit stearic, axit panmitic là các axit béo no, đơn chức nên k = 1. Đối với triglixerit của axit stearicvà axit panmitic (este của glixerol với các axit stearic và axit panmitic) thì k = 3.Sử dụng công thức (k  1)nh��p cha�t h��u c� nCO  nH O , ta có :22(1 1)naxit beùo  (3 1)ntriglixerit  nCO  nH O � ntriglixerit  0,01mol.{ 2 {20,60,58Trong phản ứng xà phòng hóa, ta có :nC H (OH)  ntriglixerit pha�n��ng  0,01.90%  0,009 mol3 5� mC33H5(OH)3 0,009.92  0,828 gamVí dụ 10*: Cho X, Y là hai chất thuộc dãy đồng đẳng của axit acrylic và M X < MY; Z là ancol có cùng sốnguyên tử cacbon với X; T là este hai chức tạo bởi X, Y và Z. Đốt cháy hoàn toàn 11,16 gam hỗn hợp E gồmX, Y, Z, T cần vừa đủ 13,216 lít khí O 2 (đktc), thu được khí CO2 và 9,36 gam nước. Mặt khác, 11,16 gam Etác dụng tối đa với dung dịch chứa 0,04 mol Br 2. Khối lượng muối thu được khi cho cùng lượng E trên tácdụng hết với dung dịch KOH dư làA. 4,68 gam. B. 5,44 gam. C. 5,04 gam. D. 5,80 gam.(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2014)Hướng dẫn giảiTheo giả thiết và bảo toàn nguyên tố O, ta có :��mE + 32nO = 44nCO +18nH O�nCO = 0,47nH O > nCO���2222��2����� 2��nO = 0,59; nH O = 0,52; mE = 11,16 �nO/(X, Y , Z, T) = 0,28 �Zla�ancolno���2�� 2Từ đặc điểm cấu tạo ta thấy độ bất bão hòa của (X, Y), Z, T lần lượt là 1; 0; 4.Sử dụng mối liên hệ giữa độ bất bão hòa với số mol CO 2, H2O và số mol của hợp chất hữu cơ; mối liên hệgiữa độ bất bão hòa với số mol Br 2 phản ứng và số mol của hợp chất hữu cơ; bảo toàn nguyên tố O trongphản ứng đốt cháy, ta có :�n�n�nCO�(X, Y ) - nZ + 3nT = nCO2 - nH2O =- 0,05 �(X, Y ) = 0,02��2���CE == 3,6���� �nZ = 0,1��nE�n(X, Y ) + 2nT = nBr2 = 0,04���������nT = 0,01C3H6(OH)22n+2n+4n=0,28����Z la��ZT� (X, Y )Trong phản ứng của X, Y, Z, T với KOH, ta có :Trang 4/6 - Mã đề thi 357Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990�nH O = n(X, Y ) = 0,02�2���n�ancol = nZ = 0,01��� mmuo��nKOH = n(X, Y ) + 2nT = 0,04i = 4,68 gam���m(X, Y , Z) + mKOH = mmuo�+m�i +m�144ancol2443 {H2O144424443 1442443 1442443��0,04?0,01.7611,16- 0,1.76�0,02.18Ví dụ 11: Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp gồm hai amin no, đơn chức, mạch hở thuộc cùng dãy đồng đẳngliên tiếp, cần dùng vừa đủ 0,33 mol O2, chỉ thu được H2O, N2 và 0,16 mol CO2. Công thức phân tử của haiamin làA. C3H9N và C4H11N. B. CH5N và C3H9N.C. C2H7N và C3H9N.D. CH5N và C2H7N.(Đề thi thử Đại học lần 1 lần 4 – THPT Chuyên – Đại học Vinh, năm 2013)Hướng dẫn giải2nO  2nCO  nH O � nH O  0,34 mol2Theo bảo toàn nguyên tố O, ta có: { 2{ 2 {20,330,16?Sử dụng công thứcnCO2(k10,5t)nnn�n0,12�C 1,333amin{{ {aminCO2H2Oaminn{{amin01?0,160,34C2H7NVậy hai amin là CH5N va�Ví dụ 12: Cho X là axit cacboxylic, Y là amino axit (phân tử có một nhóm –NH 2). Đốt cháy hoàn toàn 0,5mol hỗn hợp gồm X và Y, thu được khí N 2; 15,68 lít khí CO2 (đktc) và 14,4 gam H2O. Mặt khác, 0,35 molhỗn hợp trên phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa m gam HCl. Giá trị của m là :A. 6,39.B. 4,38.D. 10,22.D. 5,11.(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2013)Hướng dẫn giảinCO0,72 1,4 � X là HCOOH (Vì Y là amino axit nên phân tử phải cóTừ giả thiết, suy ra : C(X, Y ) n(X, Y ) 0,5ít nhất 2 nguyên tử C).Đốt cháy HCOOH (k = 1), thu được số mol CO2 bằng số mol H2O.Theo giả thiết, khi đốt cháy X, Y thu được số mol CO2 là 0,7 mol, số mol H2O là 0,8 mol.Vì tổng số mol H2O lớn hơn số mol CO2 nên Y phải là amino axit no, có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2(đề cho). Công thức của Y là CnH2n+1O2N (k = 1).nCO  nH O 0,7  0,822Ta có : nC H 0,2 mol.n 2n1O2N1 k  0,5 1 1 0,5n h��pnH2n1O2N trong 0,35 mol ho�Suy ra nC0,35.0,2  0,14 � nHCl  0,140,5� mHCl  5,11gamVí dụ 13*: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo nên từ một amino axit (no, mạch hở, trongphân tử chứa một nhóm –NH2 và một nhóm –COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y, thu được tổng khốilượng CO2 và H2O bằng 54,9 gam. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu được cho lội từ từ quanước vôi trong dư, tạo ra m gam kết tủa. Giá trị của m làA. 120.B. 60.C. 30.D. 45.Hướng dẫn giảiAmino axit no mạch hở, có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2 có công thức chung là CnH2n+1O2N.Trang 5/6 - Mã đề thi 357Biên soạn : Thầy Nguyễn Minh Tuấn – THPT chuyên Hùng Vương – Phú Thọ; ĐT : 01223 367 990X là đipeptit tạo ra từ amino axit trên, phân tử có 1 nhóm peptit và còn 1 nhóm –COOH nên k = 2 và có 2nguyên tử N (t = 2).Y là tripeptit tạo ra từ amino axit trên, phân tử có 2 nhóm peptit còn 1 nhóm –COOH nên k = 3 và có 3nguyên tử N (t = 3).Khi đốt cháy Y, ta có :�44nCO  18nH O  54,9�nCO  0,9nCO229�� 22�� CY  9 � Caminoaxit   3�n  n�(k10,5t)n{{ {YCO2H2OnY3��nH2O  0,85�33 0,1�Như vậy, amino axit có 3 nguyên tử C, X là đipeptit nên số nguyên tử C trong X là 3.2 = 6.Khi đốt cháy X, theo bảo toàn nguyên tố C, ta có :nCaCO  nCO  nC trong X  6nX  0,12 � mCaCO  0,12.100  120 gam323Ví dụ 14*: Tripeptit mạch hở X và tetrapeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một amino axit no, mạch hở có 1nhóm –COOH và 1 nhóm –NH 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được sản phẩm gồm CO 2, H2O, N2trong đó tổng khối lượng CO2, H2O là 36,3 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Y thì cần số mol O2 là:A. 1,875.B. 1,8.C. 2,8.D. 3,375.Hướng dẫn giảiAmino axit no mạch hở, có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2 có công thức chung là CnH2n+1O2N.X là tripeptit tạo ra từ amino axit trên, phân tử có 2 nhóm peptit –CONH– và còn 1 nhóm –COOH nên k =3 và có 3 nguyên tử N (t = 3).Y là tetrapeptit tạo ra từ amino axit trên, phân tử có 3 nhóm peptit –CONH– còn 1 nhóm –COOH nên k = 4và có 4 nguyên tử N (t = 4).Khi đốt cháy X, ta có :�44nCO  18nH O  36,3�nCO  0,6nCO226�� 22��C 6 � Cami noaxit   2�n  n  (k�X10,5t)n{{ {XnX3n  0,55�CO2 H2O 3�� H2O3 0,1�Như vậy amino axit có 2 nguyên tử C, Y là tetrapeptit nên số nguyên tử C trong Y là 2.4 = 8.�nCO  nC trongY  8nY  1,6�nCO  1,6� 2�2�Khi đốt cháy 0,2 mol Y, ta có: �nCO  nH O  (k�{  1 0,5t)n{ {Y22n 1,4{�{�44 0,2� H2O1,6?�Áp dụng bảo toàn nguyên tố O trong phản ứng đốt cháy Y, ta có :�nO (trong Y )  5nY  1�nO (trong Y )  2nO  2nCO  nH O � nO2  1,8 mol�{2{ 2 {2�1 4 2 43?1,61,4� 1Trang 6/6 - Mã đề thi 357

Tài liệu liên quan