Lập CTPT Hợp Chất Hữu Cơ Dựa Vào Sản Phẩm Cháy

XÁC ĐỊNH CTPT HCHC KHI CHO KHỐI LƯỢNG CÁC CHẤT TRONG SẢN PHẨM CHÁY

Dạng 1: Sản phẩm cháy thu được cho tác dụng theo sơ đồ dưới đây

Vớibình 1: H2SO4 đ     Bình 2: dd Ca(OH)2 dư

Khi đó:  + Khối lượng bình 1 tăng  =  mHO

           + Khối lượng bình 2 tăng  =  mCO

      Có thể thay H2SO4 đ ở bình 1 bằng các chất hút nước khác như P2O5, CuSO4 khan, Ca(OH)2 dư ở bình 2 bằng các chất hấp thụ CO2 khác như dd Ba(OH)2,NaOH, KOH

 Dạng 2: Sản phẩm cháy thu được cho tác dụng theo sơ đồ dưới đây

Bình Ca(OH)2 dư

Khi đó:  + Khối lượng bình tăng∆m(g) = mCO2+ mH2O

  Có pư: CO2 + Ca(OH)2  \(\rightarrow\) CaCO3 + H2O

 Nên m= mCaCO, suy ra: nCO2= nCaCO3

*  Nếu khối lượng dd sau pư giảm = mCaCO3- ( mCO2 + mH2O)

* Nếu khối lượng dd sau pư tăng = ( mCO2 + mH2O) - mCaCO3

VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1. Oxi hóa hoàn toàn 4,92mg hợp chất hữu cơ A chứa C, H, N, O và cho sản phẩm lần lượt qua bình(I)  chứa H2SO4 đậm đặc, bình(II) chứa KOH, thì thấy khối lượng bình (I) tắng1,81mg, bình (II) tăng thêm 10,56mg. Ở thí nghiệm khác khi nung 6,15mg A với CuO thì được 0,55ml(đktc) khí nitơ. Hãy xác định % các nguyên tố trong A.(Đs: %H=4,08%; %C= 58,54%; %N= 11,18%)

Lời giải

Bình 1 tăng chính là khối lượng nước 

Bình 2 tăng chính là khối lượng CO2: 

4,92 mg ------------------------------- x mg N2

6,15 mg -------------------------------(0,55*28)/22,4 N2

 mN2 = 0,55 mg                             

%O = 100% - (%C +%H+%O) = 26,19%

Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn 0,6574g một chất hữu cơ A thu được CO2 và H2O. Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình (1) đựng H2SO4 đ và bình (2) đựng dd KOH đ, thấy khối lượng bình (1) tăng 0,7995g , bình (2) tăng 1,564g. Xác định % các nguyên tố trong A,( kq: %C = 64,83%, %H = 13,5%)

Ví dụ 3. Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A cần 2,24 lít khí oxi(đktc) rồi dẫn toàn bợ sản phẩm cháy gồm (CO2, H2O) vào bình đựng  dd Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình tăng 4,2g đồng thời xuất hiện 7,5g kết tủa. Tính m và % các nguyên tố trong A( kq: m = 1g; %C = 90%, %H = 10%)

Ví dụ 4. Đốt cháy hoàn toàn 9g chất hữu cơ X chứa C, H, O bằng oxi không khí, dẫn sản phẩm chấy qua bình đựng nước vôi trong dư. Sau pư   thu được 45g kết tủa, đồng thời dd  giảm đi 14,4g. Tính % khối lượng các nguyên tố trong X. ( %C = 60% ; %H = 13,33%)

Ví dụ 5. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O với oxi theo tỷ lệ 1 : 2. Toàn bộ sản phẩm cháy cho qua bình I đựng PdCl2 dư rồi qua bình II đựng dung dịch Ca(OH)2 dư. Sau thí nghiệm bình I tăng 0,4g và xuất hiện 21,2g kết tủa, còn bình II có 30g kết tủa. CTPT của A là

A. C2H4O                    B. C3H4O2.                  C. C2H6O                    D. C3H6O2

Lời giải

Bình 1 đựng PbCl2 hút CO và H2O, giải phóng CO2

CO + PbCl2 + H2O  Pb + CO2 + 2HCl (1)

CO2 ở (1) và CO2 ở pư cháy vào dd Ca(OH)2­

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

= nCaCO = mol

Theo pư (1): nCOsinh ra  = nCO  = nPb = mol

 nCOdo pư cháy = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol

Khối lượng bình PbCl2 tăng là: mCO + mHO  - mCO = 0,4

mHO  = 0,4 +  mCO- mCO = 0,4 + 0,2.44 – 0,2.28 = 3,6g (0,2 mol)

 mA = mCO + mHO  + mCO - mO = 7,2g

 MA = . CxHyOz

mC = 12(nCO + nCO  ) = 3,6g

mH = 2.nHO = 0,4g

mO = 7,2 –(3,6 + 0,4) = 3,2g

 x = 3 ; y = 4 ; z = 2. C3H4O2

Ví dụ 6. Có 3 chất hữu cơ A, B, C mà phân tử khối của chúng lập thành một cấp số cộng. bất cứ chất nào khi cháy cũng chỉ tạo CO2 và H2O, trong đó nCO: nHO = 2 :3. CTPT của A, B, C lần lượt là

A. C2H4, C2­H4O, C2H4O2                   B. C2H4, C2­H6O, C2H6O2

C. C3H8, C3­H8O, C3H8O2                   D. C2H6, C2­H6O, C2H6O2.

Lời giải

Cách 1:nCO: nHO = 2 :3. nHO> nCO­­ A, B, C đều no, đều có cùng số C và số H. Như vậy để phân tử của chúng lập thành cấp số cộng thì chúng khác nhau về số oxi trong phân tử.

Đặt A, B, C: CnH2n+2 Ox ( x 0)

CnH2n+2 Ox nCO2 + (n + 1)H2O.   n = 2

 Công thức có dạng C2H6Ox. Vì là hợp chất no nên số nguyên tử oxi  số nguyên tử cacbon

  x  2   x = 0, 1,2   C2H6, C2­H6O, C2H6O2

Cách 2:   Ta luôn có tỉ lệ: à Đáp án D.

Ví dụ 7. Đốt cháy hoàn toàn 3gam hợp chất hữu A thu được 4,4gCO2 và 1,8g H2O. Biết tỉ khối hơi của A đối với He là 7,5. CTPT của A là

A. CH2O.                    B. CH4                        C. C2H4O2                   D. C2H6

Ví dụ 8. Đốt cháy hoàn toàn 2,64g một hidrocacbon A thu được 4,032lít CO2(đktc) .CTPT của A là

A. C6H14                      B. C6H12                            C. C3H8.                     D. C3H6

Lời giải

Ví dụ 9. Đốt cháy 200ml hơi một hợp chất hữu cơ A chứa C, H, O trong 900 ml O2. thể tích hỗn hợp khí thu được là 1,3 lít. Sau khi cho hơi nước ngưng tụ chì còn 700ml. Tiếp theo cho qua dung dịch KOH đặc chỉ còn 100ml(các thể tích đo cùng đk). CTPT của A là

A. C3H6                       B. C2H6O                    C. C3H6O.                   C3H8

Lời giải

Có thể tóm tắt lại như sau: 

Do A gồm các nguyên tố C, H,O à Loại A, D

Thể tích CO2 = thể tích H2O à nCO2 = nH2O à loại C  à

*Nhận xét: Nếu đề bỏ các nguyên tố C, H, O sẽ hay hơn

Giải theo PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ SỐ CỦA PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG

Ví dụ 10. Trộn 400 cm3 hỗn hợp chất hữu cơ A và nitơ vớim 900 cm3 oxi dư rồi đốt. Thể tích hỗn hợp sau pư là 1,4 lít. Sau khi cho hơi nước ngưng tụ thì còn 800 cm3, tiếp tục cho qua dung dịch KOH thì còn 400 cm3. CTPT của A là

A. C2H4                       B CH4             C. C2H6                       D. C3H8

Lời giải 

Chọn C

Ví dụ 11. Đốt cháy hoàn toàn 18 gam hợp chất A cần dùng 16,8 lít oxi(đktc). Hỗn hợp sản phẩm cháy gồn CO2 và hơi nước có tỉ lệ thể tích VCO: VHO = 3 : 2. Biết tỉ  khối hơi của A đối với H2 là 36. CTPT của A là

A. C2H6O                    B. C2H6O2                   C. C3H8O2                   D. C3H4O2.

Lời giải

Cách 1: Tỉ lệ về thể tích cũng chính tỉ lệ về số mol  trong cùng đk

Do đó ta có: 

mOpư =  = 24g

Áp dụng  định bảo toàn khối lượng:

 mCO + mHO = mA + mOpư = 18 + 24 = 42g

 mCO =  và mHO = 42 – 33 = 9g

 mC = 9g ; mH = 1g ; mO = 8g ;  MA = 72

 x = 3 ; y = 4 ; z = 2. C3H4O2

Cách 2:  Áp dụng công thức: à Chọn D

Ví dụ 12. Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu cơ A thì thu được a gam CO2 và b gam H2O.

Biết 3a = 11b và 7m = 3(a+b). CTPT của A là:( biết tỉ khối hơi của A đối với không khí < 3)

A. C3H8                       B. C2H6                       C. C3H6O2                   D. C3H4O2.

Lời giải

Cách 1:   dA< 3 nên MA< 87

Khối lượng các nguyên tố:   mC = 12.nCO = 12. =  (g)

                      Vì 3a = 11b  mC = (g)

mH =  2nHO   = 2(g)

Vì 7m = 3(a + b) = 3( = 14b  m = 2b

mO = mA – (mC + mH ) = 2b – ( b +) = (g)

CTTQ A: CxHyOz  : x : y : z =  =  = 3 : 4 ; 2 CTN A: (C3H4O2)n

Mặt khác MA< 87 nên ( 36 + 4 + 32)n < 87  nên n < 1,2 Duy nhất n = 1. A C3H4O2

Cách 2:3a = 11b à

Áp dụng công thức: à Chọn D