Công thức bài toán đốt cháy este hay nhất (có đáp án 2024) – Hoá học lớp 12

Công thức bài toán đốt cháy este hay nhất – Hoá học lớp 12

Bài toán đốt cháy este là một trong các dạng bài tập đặc trưng của este. Để làm tốt bài toán đốt cháy este học sinh cần nắm vững mối liên hệ về sản phẩm cháy và sử dụng linh hoạt các định luật bảo toàn. Bài viết dưới đây tổng hợp tất cả các công thức giúp các em học sinh có thể làm tốt dạng bài tập này.

1. Các công thức giải bài toán đốt cháy este

Gọi công thức phân tử tổng quát của este là C_nH_2n+2-2kO_2x (n ≥ 2)

Trong đó:

n là số nguyên tử cacbon trong phân tử este

k là độ bất bão hòa trong phân tử este

x là số nhóm chức – COO -

Suy ra công thức este no, đơn chức, mạch hở là C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

- Đối với este no, đơn chức, mạch hở: C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

- Đối với este không no, đơn chức, một liên kết đôi C=C mạch hở: C_nH_2nO₂

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}>{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\end{array}$

- Đối với este no, hai chức, mạch hở:

$\begin{array}{l}{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}>{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\\ {\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}\end{array}$

- Đối với este mạch hở bất kì, có độ bất bão hòa toàn phân tử là k (k gồm cả liên kết ở nhóm chức và ở gốc hiđrocacbon)

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=(\mathrm{k}-1).$n _este

Ngoài ra, khi giải bài tập đốt cháy este cần phối hợp các định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố:

- Bảo toàn nguyên tố:

+) ${\mathrm{n}}_{\mathrm{O}\left(\mathrm{este}\right)}+2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

+) ${\mathrm{n}}_{\mathrm{C}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2};{\mathrm{n}}_{\mathrm{H}}=2{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

+) n _este = $\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}}{\mathrm{n}}$ (n là số nguyên tử cacbon trong este)

+) Số $\overline{\mathrm{C}}=\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}$; Số $\overline{\mathrm{H}}=\frac{2.{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}$

- Bảo toàn khối lượng:

$\begin{array}{l}{\mathrm{m}}_{\mathrm{este}}={\mathrm{m}}_{\mathrm{C}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{H}}+{\mathrm{m}}_{\mathrm{O}}\\ {\mathrm{m}}_{\mathrm{este}}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}-{\mathrm{m}}_{{\mathrm{O}}_2}\end{array}$

Ví dụ:

A. C₄H₆O₂ và C₅H₈O₂.

B. C₄H₄O₂ và C₅H₆O₂.

C. C₃H₄O₂ và C₄H₆O₂.

D. C₃H₂O₂ và C₄H₄O₂.

Hướng dẫn giải

Este đơn chức, không no có 1 nối đôi C=C cháy

→ ${\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}-{\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=1,4-1,1=0,3\mathrm{mol}$

Số $\overline{\mathrm{C}}=\frac{{\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}}{{\mathrm{n}}_{\mathrm{este}}}=\frac{1,4}{0,3}=4,67$

Hai este liên tiếp trong dãy đồng đẳng

→ C₄H₆O₂ và C₅H₈O₂

→ Đáp án A

2. Bạn nên biết

- Phản ứng đốt cháy este no, đơn chức, mạch hở

C_nH_2nO₂ + $\frac{3\mathrm{n}-2}{2}$O₂ $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$nCO₂ + nH₂O

- Phản ứng đốt cháy este không no, đơn chức, một liên kết đôi C=C mạch hở hoặc este no, hai chức, mạch hở

C_nH_2n-2O₂ + $\frac{3\mathrm{n}-3}{2}$O₂ $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ nCO₂ + (n – 1)H₂O

- Phản ứng tổng quát đốt cháy este.

C_nH_2n+2-2kO_2x + $\frac{3\mathrm{n}+1-\mathrm{k}-2\mathrm{x}}{2}$O₂ $\stackrel{\mathrm{t}°}{\to }$ nCO₂ + (n +1 – k)H₂O

3. Kiến thức mở rộng

Xử lý sản phẩm cháy

Dẫn sản phẩm cháy đi qua dung dịch kiềm

+ Nếu Ba(OH)₂/Ca(OH)₂ dư:

+ ${\mathrm{m}}_{\mathrm{bình}\mathrm{tăng}}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

+ $∆{\mathrm{m}}_{\mathrm{dung}\mathrm{dịch}}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}-{\mathrm{m}}_{\downarrow }$

Nếu ∆m _{dung dịch} < 0 → khối lượng dung dịch giảm

Nếu ∆m _{dung dịch} > 0 → khối lượng dung dịch tăng

4. Bài tập minh họa

Câu 1:

A. 40,0.

B. 24,8.

C. 20,0.

D. 49,6.

Hướng dẫn giải

Gọi công thức phân tử của este no, đơn chức, mạch hở là C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

→ Đốt cháy

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\mathrm{x}\mathrm{mol}$

${\mathrm{m}}_{\mathrm{bình}\mathrm{tăng}}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=44\mathrm{x}+18\mathrm{x}$

→ 44.x + 18.x = 24,8

→ x = 0,4 mol

→ ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CaCO}}_3\downarrow }={\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,4\mathrm{mol}$

→ ${\mathrm{m}}_{{\mathrm{CaCO}}_3}=0,4.100=40\mathrm{gam}$

→ Đáp án A

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp hai este no, đơn chức, mạch hở cần dùng vừa đủ 15,12 lít khí O₂ (đktc), sau phản ứng thu được 24,2 gam khí CO₂. Giá trị của m là

A. 43,1

B. 12,5

C. 4,9

D. 21,5

Hướng dẫn giải

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=0,55\mathrm{mol}$; ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2}=0,675\mathrm{mol}$

Este no, đơn chức, mạch hở

→ ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}={\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,55\mathrm{mol}$

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng

${\mathrm{m}}_{\mathrm{este}}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{O}}_2}={\mathrm{m}}_{{\mathrm{CO}}_2}+{\mathrm{m}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}$

→ m + 32. 0,675 = 44.0,55 + 18.0,55

→ m = 12,5 gam

→ Đáp án B