50 bài tập về Phản ứng đốt cháy ankan (có đáp án 2024) và cách giải

Phản ứng đốt cháy ankan và cách giải bài tập – Hóa học lớp 11

A. Kiến thức cần nhớ

Dạng 1: Đốt cháy 1 ankan

1. Phương pháp giải

Phương trình tổng quát:

$\begin{array}{l}{C}_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\stackrel{t°}{\to }nC{O}_2+(n+1)H_{2}O\\ 1n(n+1)mol\end{array}$

Suy ra: ankan khi cháy cho $n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}$

- Một số công thức cần nắm:

$n_{ankan}=n_{H_{2}O}\text{-\hspace{0.17em}}{n}_{C{O}_2};n_{O_2}=n_{C{O}_2}+\frac{1}{2}{n}_{H_{2}O};m_{ankan}=m_C+m_H$

n_{C trong ankan} = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{ankan}}$; Số H _{trong ankan} = $\frac{2.n_{H_{2}O}}{n_{ankan}}$

- Cho sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng dung dịch H₂SO₄ đặc, bình 2 đựng NaOH (hoặc Ca(OH)₂) dư

+ Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O

+ Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO₂

- Cho sản phẩm cháy qua bình chứa NaOH (hoặc Ca(OH)₂) dư

+ Nếu có kết tủa $n_{\downarrow }=n_{C{O}_2}$

+ m_{bình tăng} = $m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}$

+ m_{dung dịch tăng} = $(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})-m_{\downarrow }$

+ m _{dung dịch giảm} = $m_{\downarrow }-(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})$

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. C₂H₆

B. C₃H₈

C. C₄H₁₀

D. C₅H₁₂

Hướng dẫn giải:

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O => $n_{H_{2}O}=\frac{1,8}{18}=0,1mol$

Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO₂ => $n_{C{O}_2}=0,08mol$

Nhận thấy: $n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}$=> hiđrocacbon là ankan;

Số mol ankan là = 0,1 – 0,08 = 0,02 mol

Phương trình phản ứng:

$C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\stackrel{t}{\to }nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

→ n = 0,08 : 0,02 = 4

CTPT của A là C₄H₁₀

Đáp án C

Ví dụ 2: Khi đốt cháy hoàn toàn 3,6 g ankan X thu được 5,6 lít khí CO₂ (đktc). Công thức phân tử của X là:

A. C₃H₈

B. C₅H₁₂

C. C₅H₁₂

D. C₄H₁₀

Hướng dẫn giải:

$n_{C{O}_2}=0,25\left(mol\right)$

$C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\stackrel{t}{\to }nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

1 mol n mol

$\frac{0,25}{n}$ 0,25 mol

$\begin{array}{l}{m}_X=\frac{0,25}{n}.(14n+2)=3,6g\\ \Rightarrow n=5\Rightarrow ankan:C_5{H}_{12}\end{array}$

Đáp án C

Dạng 2: Đốt cháy hỗn hợp ankan

1. Phương pháp giải

- Đặt công thức phân tử chung của ankan là $C_{\overline{n}}{H}_{\overline{2n}+2}(\overline{n}>1)$

Quy về bài toán đốt cháy 1 ankan → $\overline{n}$

Kết hợp dữ kiện đề bài → CTPT mỗi ankan cần tìm

- Bài toán yêu cầu tính % khối lượng mỗi ankan trong hỗn hợp

Áp dụng: $\%m_{1ankan}=\frac{m_{1ankan}}{m_{hh}}.100$

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1:

A. C₂H₆ và C₃H₈

B. CH₄ và C₂H₆

C. C₂H₂ và C₃H₄

D. C₂H₄ và C₃H₆

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,1\left(mol\right);n_{H_{2}O}=0,18\left(mol\right)\\ n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}\Rightarrow X:ankan\end{array}$

Gọi CTTQ chung của 2 ankan là $C_{\overline{n}}{H}_{\overline{2n+2}}(\overline{n}>1)$

$\begin{array}{l}{n}_{ankan}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}=0,18-0,1=0,08\left(mol\right)\\ \Rightarrow \overline{n}=\frac{n_{C{O}_2}}{n_{ankan}}=1,25\end{array}$

X là CH₄ và C₂H₆

Đáp án B

Ví dụ 2:

A. 5,6 lít.

B. 2,8 lít.

C. 4,48 lít.

D. 3,92 lít.

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,1\left(mol\right);n_{H_{2}O}=0,15\left(mol\right)\\ BTNT:\\ n_{O_2}=n_{C{O}_2}+\frac{1}{2}{n}_{H_{2}O}=0,1+\frac{0,15}{2}=0,175\left(mol\right)\\ \Rightarrow V_{{O_2}_{}}=0,175.22,4=3,92\left(l\right)\end{array}$

Đáp án D

B. Luyện tập

Câu 1: Khi đốt cháy ankan thu được H₂O và CO₂ với tỷ lệ tương ứng biến đổi như sau:

A. tăng từ 2 đến +∞.

B. giảm từ 2 đến 1.

C. tăng từ 1 đến 2.

D. giảm từ 1 đến 0.

Hướng dẫn giải:

Ta có: $T=\frac{n_{H_{2}O}}{n_{C{O}_2}}=\frac{n+1}{n}=1+\frac{1}{n}$

n tăng từ 1đến +∞ => T giảm từ 2 đến 1.

Đáp án B

Câu 2: Đốt cháy hoàn một thể tích khí thiên nhiên gồm metan, etan, propan bằng oxi không khí (trong không khí, oxi chiếm 20% thể tích), thu được 7,84 lít khí CO₂ (đktc) và 9,9 gam nước. Thể tích không khí nhỏ nhất cần dùng để đốt cháy hoàn toàn lượng khí thiên nhiên trên là

A. 70,0 lít.

B. 78,4 lít.

C. 84,0 lít.

D. 56,0 lít.

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,35\left(mol\right);n_{H_{2}O}=0,55\left(mol\right)\\ BTNT:\\ n_{O_2}=n_{C{O}_2}+\frac{1}{2}{n}_{H_{2}O}=0,35+\frac{0,55}{2}=0,625\left(mol\right)\\ \Rightarrow V_{{O_2}_{}}=0,625.22,4=14\left(l\right)\\ \Rightarrow V_{kk}=14.5=70\left(l\right)\end{array}$

Đáp án A

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 0,56 lít butan ( đktc) và cho sản phẩm cháy hấp thụ hoàn toàn vào 400ml dd Ba(OH)₂ 0,2M. Số gam kết tủa tạo thành:

A. 9,85g

B. 9,98g

C. 10,4g

D.11,82g

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C_4{H}_{10}}=\frac{0,56}{22,4}=0,025mol=>n_{C{O}_2}=4.0,025=0,1mol;\\ \begin{array}{l}{n}_{H_{2}O}=5.0,025=0,125mol;\\ T=\frac{{n_{OH}}^{-}}{n_{C{O}_2}}=\frac{0,16}{0,1}=1,6\end{array}\end{array}$

=> tạo ra 2 muối;

$n_{C{O_3}^{2-}}=0,06=>m_{CaC{O}_3}=0,06.197=11,82gam$

Đáp án D

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO₂ và 0,132 mol nước. Khi X tác dụng với khí clo thu được 4 sản phẩm monoclo. Tên gọi của X là

A. 2-metylbutan.

B. etan.

C. 2,2 –metylpropan.

D. 2-metylpropan.

Hướng dẫn giải:

Ta có: $n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}$ → X là ankan

n_ankan = 0,132 - 0,11 = 0,022(mol)

$\to$ Số nguyên tử C là: 0,11 : 0,022 = 5

X: C₅H₁₂

Do X tạo 4 sản phẩm monoclo nên X là 2-metylbutan

Đáp án A

Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn 3,36 lít hỗn hợp khí metan và etan thu được 4,48 lít khí CO₂ (đktc). Thành phần phần trăm về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A là

A. 40% và 60%

B. 33% và 67%

C. 33,33 % và 66,67%

D. 30% và 70%

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{hh}=0,15\left(mol\right);n_{C{O}_2}=0,2\left(mol\right)\\ n_{C{H}_4}=a;n_{C_2{H}_6}=b\left(mol\right)\\ C{H}_4\to C{O}_2\end{array}$

a a mol

C₂H₆ $\to$ 2CO₂

b 2b mol

Ta có hệ phương trình:

$\begin{array}{c}a+b=0,15\\ a+2b=0,2\end{array}\Rightarrow \begin{array}{c}a=0,1\\ b=0,05\end{array}\Rightarrow \begin{array}{c}\%C{H}_4=66,67\%\\ \%C_2{H}_6=33,33\%\end{array}$

Đáp án CCâu 6: Hồn hợp khí A gồm etan và propan. Đốt cháy hỗn hợp A thu được khí CO₂ và hơi nước theo tỉ lệ 11:15. Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp là

A. 18,52 % và 81,48 %

B. 45 % và 55 %

C. 28,13 % và 71, 87 %

D. 25 % và 75 %

Hướng dẫn giải:

C₂H₆ $\stackrel{+O_2,t^o}{\to }$ 2CO₂ + 3H₂O

x 2x 3x mol

C₃H₈ $\stackrel{+O_2,t^o}{\to }$ 3CO₂ + 4H₂O

y 3y 4y mol

$\begin{array}{l}\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{2x+3y}{3x+4y}=\frac{11}{15}\Rightarrow y=3x\\ \%C_2{H}_6=\frac{30x}{30x+44y}.100\%=\frac{30x}{30x+132x}.100\%=18,52\%\end{array}$

Đáp án A

Câu 7:

A. CH₄ và C₂H₆

B. C₂H₆ và C₃H₈

C. C₃H₈ và C₄H₁₀

D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,55\left(mol\right);n_{H_{2}O}=0,7\left(mol\right)\\ n_{C{O}_2}<n_{H_{2}O}\Rightarrow X:ankan\end{array}$

Gọi CTTQ chung của 2 ankan là $C_{\overline{n}}{H}_{\overline{2n+2}}(\overline{n}>1)$

$\begin{array}{l}{n}_{ankan}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}=0,7-0,55=0,15\left(mol\right)\\ \Rightarrow \overline{n}=\frac{n_{C{O}_2}}{n_{ankan}}=3,67\end{array}$

X là C₃H₈ và C₄H₁₀

Đáp án C

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm 2 hiđrocacbon là đồng đẳng liên tiếp, sau phản ứng thu được (đo cùng điều kiện). X gồm

A. CH₄ và C₂H₆

B. C₂H₆ và C₃H₈

C. C₃H₈ và C₄H₁₀

D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Hướng dẫn giải:

$C_n{H}_{2n+2}+\frac{3n+1}{2}{O}_2\stackrel{t^o}{\to }nC{O}_2+(n+1)H_{2}O$

$\frac{V_{C{O}_2}}{V_{H_{2}O}}=\frac{n_{C{O}_2}}{n_{H_{2}O}}=\frac{n}{n+1}=\frac{1}{1,6}\Rightarrow n=1,667$

X là CH₄ và C₂H₆

Đáp án A

Câu 9:

A. 2,24.

B. 4,48.

C. 5,6.

D. 6,72

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_X=0,1=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}=0,4-n_{C{O}_2}\\ \Rightarrow n_{C{O}_2}=0,3\left(mol\right)\\ \Rightarrow V=0,3.22,4=6,72\end{array}$

Đáp án D

Câu 10:

A. 2,24.

B. 4,48.

C. 5,6.

D. 6,72.

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,15mol;n_{H_{2}O}=0,25mol\\ \Rightarrow n_{ankan}=0,25-0,15=0,1mol\\ V=0,1.22,4=2,24\left(l\right)\end{array}$

Đáp án A

Câu 11:

A. 6,3

B. 13,5

C. 18,0

D. 19,8

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{hh}=0,35\left(mol\right);n_{C{O}_2}=0,75mol\\ n_{H_{2_{}}O}=n_{C{O}_2}+n_{hh}=1,1mol\\ \Rightarrow a=1,1.18=19,8g\end{array}$

Đáp án D

Câu 12:

A. 0,5M

B. 0,375M

C. 0,75M

D. 0,625M

Hướng dẫn giải:

Ta có $n_{C{O}_2}=x;n_{H_{2}O}=y$

=> 12x + 2y = 9 (1) và 44x + 18y = 30 + 12,6 = 42,6 (2)

=> x = 0,6 và y = 0,9

$n_{CaC{O}_3}=0,3mol=>{n_{Ca(HCO}}_{3_{}{)}_2}=\frac{0,6-0,3}{2}=0,15mol$

$=>n_{Ca{\left(OH\right)}_2}=0,45mol=>a=\frac{0,45}{1,2}=0,375M$

Đáp án B

Câu 13: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hiđrocacbon X. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ba(OH)₂ dư tạo ra 29,55 gam kết tủa. dung dịch sau phản ứng có khối lượng giảm 19,35 gam so với dung dịch Ba(OH)₂ ban đầu. Công thức của X là

A. C₂H₆

B. C₃H₈

C.C₄H₁₀

D. C₅H₁₂

Hướng dẫn giải:

$n_{C{O}_{2_{}}}=n_{\downarrow }=\frac{29,55}{197}=0,15\left(mol\right)$

Khối lượng dung dịch giảm = $m_{BaC{O}_3}-(m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O})=19,35$

$\begin{array}{l}\Rightarrow m_{H_{2}O}=19,35+0,15.44-29,55=3,6g\\ \Rightarrow n_{H_{2}O}=0,2mol\\ n_{H_{2}O}>n_{C{O}_2}\Rightarrow X:ankan;n_X=0,2-0,15=0,05mol\\ \overline{C}=3\Rightarrow X:C_3{H}_8\end{array}$

Đáp án B

Câu 14: Một hỗn hợp gồm hai chất đồng đẳng ankan kế tiếp nhau có khối lượng 24,8g. Thể tích hỗn hợp là 11,2 lít (đktc). Hãy xác định công thức phân tử của ankan

A. C₆H₈ và C₃H₈

B. C₅H₁₂ và C₆H₁₄

C. C₃H₈ và C₄H₁₀

D. không có đáp án

Hướng dẫn giải:

M_hh =24,8 : 0,5 = 49,6 (g/mol)

$\to$ hỗn hợp là C₃H₈ và C₄H₁₀

Đáp án C

Câu 15:

A. C₃H₈

B. C₄H₁₀

C. C₅H₁₂

D. C₆H₁₄

Hướng dẫn giải:

$\begin{array}{l}{n}_{C{O}_2}=0,25mol\\ n_{H_{2}O}=0,3mol.\end{array}$

Số mol H₂O > số mol CO₂ → A là ankan. (C_nH_2n+2 (n ≥ 1))

$n_{ankan}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$= 0,3 – 0,25 = 0,05 mol

Số C = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{ankan}}$ = $\frac{0,25}{0,05}$= 5

→ n = 5

→ CTPT của A là C₅H₁₂

Đáp án C