Anonymous

50 Bài tập đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon (có đáp án 2024) và cách giải

- asked 2 months agoVotes

0Answers

0Views

Bài tập đốt cháy hỗn hợp các hidrocacbon và cách giải – Hóa học lớp 11

A. Lý thuyết và phương pháp giải

* Gọi công thức hiđrocacbon là: C_xH_y hoặc C_nH_2n+2-2k(k là số liên kết $π$ + vòng)

$C_{n} H_{2 n + 2 - 2 k} + \frac{3 n + 1 - k}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} n C O_{2} + (n + 1 - k) H_{2} O$

* Dựa vào sản phẩm của phản ứng đốt cháy:

- $n_{C O_{2}} < n_{H_{2} O}$ thì trong hỗn hợp đốt cháy chứa ít nhất 1 ankan.

- Đốt cháy hỗn hợp ankan và anken thì $n_{C O_{2}} < n_{H_{2} O}$ và n_{ankan (trong hỗn hợp)} = $n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}}$

- $n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O}$ thì hỗn hợp đó có thể gồm:

+) 2 hiđrocacbon (anken hoặc xicloankan) có công thức C_nH_2n.

+) 1 hiđrocacbon là ankan C_nH_2n+2, chất còn lại có độ bất bão hoà k ≥ 2.

+) Đặc biệt nếu hỗn hợp gồm C_nH_2n+2và C_mH_2m-2thì số mol 2 chất trong hỗn hợp bằng nhau.- Để giải các bài toán cần phối hợp triệt để bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng:

$\begin{array}{l} n_{O_{2}} = n_{C O_{2}} + \frac{1}{2} . n_{H_{2} O} \\ m_{h i đ r o c a c b o n} = m_{C} + m_{H} = 12 n_{C O_{2}} + 2 n_{H_{2} O} \end{array}$

- Khi cho sản phẩm cháy thu được qua bình (1) đựng chất hấp thụ H₂O như: P₂O₅, H₂SO₄ đặc, CaCl₂…bình (2) đựng chất hấp thụ CO₂ như: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂…

khối lượng bình (1) tăng = $m_{H_{2} O}$

khối lượng bình (2) tăng = $m_{C O_{2}}$

- Nếu cho toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch Ca(OH)₂, Ba(OH)₂thì

+ Khối lượng bình tăng = $m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O}$

+ Khối lượng dung dịch tăng = ( $m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O}$ ) – m↓

+ Khối lượng dung dịch giảm = m↓ - ( $m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O}$ )

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. CH₄

B. C₂H₄

C. C₂H₆

D. C₂H₂

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l} n_{h h} = 0, 3 m o l; n_{C O_{2}} = 0, 5 m o l; n_{H_{2} O} = 0, 6 m o l \\ \bar{C} = \frac{0, 5}{0, 3} = 1, 66 \end{array}$

$\Rightarrow$ Hỗn hợp có CH₄. Mặt khác M_Y > M_X $\Rightarrow$ X là CH₄.

Đáp án A

Ví dụ 2:

A. 25%.

B. 30%.

C. 75%.

D. 70%.

Hướng dẫn giải:

Ta có: Ankan có k = 0 và $n_{a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}}$ ; Anken có k = 1 và $n_{H_{2} O} = n_{C O_{2}}$

n_ankan = 0,4 - 0,35 = 0,05 (mol)

$\Rightarrow % n_{a n k a n} = \frac{0, 05}{0, 2} .100 % = 25 %$

Đáp án A

Ví dụ 3:

A. 20% và 80%.

B. 35% và 65%.

C. 50% và 50%.

D. 75% và 25%.

Hướng dẫn giải:

$n_{H_{2} O (X)} + n_{H_{2} O (Y)} = n_{C O_{2} (X)} + n_{C O_{2} (Y)}$

$\begin{array}{l} \Rightarrow n_{H_{2} O (X)} - n_{C O_{2} (X)} = n_{C O_{2} (Y)} - n_{H_{2} O (Y)} \\ \Rightarrow n_{X} = n_{Y} \end{array}$

$\Rightarrow % n_{x} = % n_{Y} = 50 %$

Đáp án C

C. Luyện tập

Câu 1:

A. 2,24 lít

B. 6,72 lít

C. 8,96 lít

D. 11,2 lít

Hướng dẫn giải:

$n_{C O_{2}} = 0, 3 m o l; n_{H_{2} O} = 0, 4 m o l$

Bảo toàn nguyên tố oxi

$n_{O_{2}} = n_{C O_{2}} + \frac{1}{2} n_{H_{2} O}$

→ $n_{O_{2}} = 0, 3 + \frac{0, 4}{2} = 0, 5 m o l$

→ $V_{O_{2}} = 11, 2 (l)$

Đáp án D

Câu 2:

A. 2 ankan.

B. 2 anken.

C. chứa ít nhất một anken.

D. chứa ít nhất một ankan.

Hướng dẫn giải:

Khi đốt cháy ankan sẽ cho số mol CO₂ nhỏ hơn số mol nước

$C_{n} H_{2 n + 2} + \frac{3 n + 1}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} n C O_{2} + (n + 1) H_{2} O$

$\Rightarrow$ Hỗn hợp sẽ chứa ít nhất một ankan.

Đáp án D

Câu 3:

A. 2 ankan.

B. 2 anken.

C. 2 xicloankan.

D. B, C đều đúng.

Hướng dẫn giải:

$C_{x} H_{y} \overset{+ O_{2}, t^{o}}{\to} x C O_{2} + \frac{y}{2} H_{2} O$

1 1 mol

$\begin{array}{l} n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O} \Rightarrow y = 2 x \\ \Rightarrow C_{x} H_{2 x} \end{array}$

Hỗn hợp là anken hoặc xicloankan

Đáp án D

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hỗn hợp khí gồm C₂H₂ và hiđrocacbon X sinh ra 2 lít khí CO₂ và 2 lít hơi H₂O (các thể tích khí và hơi đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất). Công thức phân tử của X là

A. CH₄

B. C₂H₄

C. C₂H₆

D. C₃H₈

Hướng dẫn giải:

Tỉ lệ về thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol

$\bar{C} = \frac{n_{C O_{2}}}{n_{h h}} = \frac{V_{C O_{2}}}{V_{h h}} = \frac{2}{1} = 2$

Mà C₂H₂ có 2 nguyên tử C nên X cũng có 2 nguyên tử C

$\bar{H} = \frac{2 n_{H_{2} O}}{n_{h h}} = \frac{2 V_{H_{2} O}}{V_{h h}} = \frac{2.2}{1} = 4$

Mà C₂H₂ có 2 nguyên tử H nên X có 6 nguyên tử H

Vậy X là C₂H₆

Đáp án C

Câu 5: Hỗn hợp gồm CH₄ và xicloankan X có tỉ lệ mol 1:1. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp thu được 4 mol CO₂ và 5 mol nước. Công thức của X là

A. xiclopropan.

B. metylxiclopropan.

C. xiclobutan.

D. xiclopentan.

Hướng dẫn giải:

- Khi đốt cháy xicloankan thì cho số mol nước bằng số mol CO₂; khi đốt cháy ankan cho số mol nước lớn hơn số mol CO₂.

- Ta thấy khi đốt cháy hỗn hợp trên cho số mol nước lớn hơn số mol CO₂ nên

$n_{C H_{4}} = n_{x i c l o a n k a n} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} = 5 - 4 = 1 (m o l)$

$C H_{4} + 2 O_{2} \overset{t^{o}}{\to} C O_{2} + 2 H_{2} O$

1 1 2 mol

$C_{n} H_{2 n} + \frac{3 n}{2} O_{2} \overset{t^{o}}{\to} n C O_{2} + n H_{2} O$

1 3 3 mol

$n = \frac{n_{C O_{2}}}{n_{h h}} = \frac{3}{1} = 3$

Vậy X là xiclopropan.

Đáp án A

Câu 6: Dẫn 1,68 lít hỗn hợp khí X gồm hai hiđrocacbon vào bình đựng dung dịch brom dư. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, có 4 gam brom đã phản ứng và còn lại 1,12 lít khí. Nếu đốt cháy hoàn toàn 1,68 lít X thì sinh ra 2,8 lít khí CO₂. Công thức phân tử của hai hiđrocacbon là (biết các thể tích khí đều đo ở đktc)

A. CH₄ và C₂H₄

B. CH₄ và C₃H₄

C. CH₄ và C₃H₆

D. C₂H₆ và C₃H₆

Hướng dẫn giải:

n_Brom = 0,025 mol; Sau phản ứng với Br₂, khí thoát ra là ankan.

$\bar{C} = \frac{V_{C O_{2}}}{V_{X}} = \frac{2, 8}{1, 68} \approx 1, 67$ $\Rightarrow$ ankan là CH₄

Gọi CTPT của hiđrocacbon còn lại là C_xH_y

Tỉ lệ thể tích bằng tỉ lệ số mol

$C H_{4} \to_{t^{o}}^{+ O_{2}} C O_{2}$

1,12 1,12

$C_{x} H_{y} \to_{t^{o}}^{+ O_{2}} x C O_{2}$

0,56 1,68

$\Rightarrow x = \frac{1, 68}{0, 56} = 3; n_{C_{x} H_{y}} = \frac{0, 56}{22, 4} = 0, 025 m o l$

Hiđrocacbon còn lại là anken C₃H₆

Đáp án C

Câu 7:

A. CH₄, C₂H₆

B. C₂H₆, C₃H₈

C. C₃H₈, C₄H₁₀

D. C₄H₁₀, C₅H₁₂

Hướng dẫn giải:

$n_{C O_{2}} = 1 m o l; n_{H_{2} O} = 1, 4 m o l$

$n_{H_{2} O} > n_{C O_{2}}$ nên 2 hiđrocacbon đó là ankan

Gọi công thức chung của 2 chất đó là C_nH_2n+2 (n>1)

Ta có: $\frac{n_{C O_{2}}}{n_{H_{2} O}} = \frac{n}{n + 1} = \frac{1}{1, 4}$

$\to$ n = 2,5

$\to$ X và Y lần lượt là C₂H₆, C₃H₈

Đáp án B

Câu 8:

A. 16,8 gam

B. 18,60 gam

C. 18,96 gam

D. 20,40 gam

Hướng dẫn giải:

X gồm C₃H₈, C₃H₆, C₃H₄ đều có 3 nguyên tử C; M_X = 21,2.2=42,4

m_X = 0,1. 42,4 = 4,24 g

$n_{C O_{2}} = 3. n_{X} = 3.0, 1 = 0, 3 m o l$

$\to$ n_C = 0,3 mol $\to$ m_C = 0,3.12=3,6g

$n_{H} = \frac{4, 24 - 3, 6}{1} = 0, 64 m o l$

$\Rightarrow m_{C O_{2}} + m_{H_{2} O} = 0, 3.44 + \frac{0, 64}{2} .18 = 18, 96 g$

Đáp án C

Câu 9:

A. 37,5 g

B. 52,5 g

C. 50 g

D. 30,7 g

Hướng dẫn giải:

$n_{H_{2} O} = \frac{9, 45}{18} = 0, 525$ mol

$n_{A} = n_{H_{2} O} - n_{C O_{2}} \Rightarrow n_{C O_{2}} = n_{H_{2} O} - n_{A} = 0, 525 - 0, 15 = 0, 375$ mol

$n_{C a C O_{3}} = n_{C O_{2}} = 0, 375 m o l$

$\Rightarrow m_{C a C O_{3}} = 0, 375.100 = 37, 5 g$

Đáp án A

Câu 10: Hỗn hợp X gồm metan, axetilen và propen có tỉ khối so với H₂ là 13,1. Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol hỗn hợp X sau đó dẫn sản phẩm cháy vào bình chứa dung dịch Ca(OH)₂ dư thì thu được 38 gam kết tủa trắng và khối lượng bình tăng thêm m gam. Giá trị của m là:

A. 21,72 gam

B. 16,68 gam

C. 22,84 gam

D. 16,72 gam

Hướng dẫn giải:

Ta có: $\begin{array}{l} M_{X} = 13, 1.2 = 26, 2 \\ n_{X} = 0, 2 m o l \end{array} \to m_{X} = \sum m (C, H) = 5, 24 g$

$\begin{array}{l} n_{↓} = 0, 38 m o l \overset{B T N T}{\to} n_{C} = 0, 38 \\ \to \begin{array}{l} n_{C}^{t r o n g X} = 0, 38 m o l \\ n_{H}^{t r o n g X} = 0, 68 m o l \end{array} \overset{B T N T}{\to} \begin{array}{l} n_{C O_{2}} = 0, 38 m o l \\ n_{H_{2} O} = 0, 34 m o l \end{array} \end{array}$