Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào phản ứng đốt cháy
Bài viết giúp học sinh lập được CTPT dựa vào sản phẩm của phản ứng đốt cháy
Mời các bạn học sinh tham khảo thêm:
Nhận biết – tách và tinh chế hidrocacbon
TÌM CÔNG THỨC PHÂN TỬ CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ
DỰA VÀO PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY
I.Phương pháp
Bước 1: Tìm khối lượng mỗi nguyên tố
mC = 12.
mH = 2.
Khi đốt cháy một hợp chất hữu cơ mà sản phẩm thu được chỉ gồm có CO2 và H2O thì hợp chất đó có chứa 2 nguyên tố (C, H) hoặc 2 nguyên tố (C, H, O)
Nếu đề bài đã cho biết rõ chất hữu cơ đem đốt cháy chỉ chứa 2 nguyên tố hoặc chất hữu cơ đó là một hidrocacbon thì chỉ cần xác định khối lượng cacbon và hidro.
Nếu chất hữu cơ đem đốt cháy không nói rõ chứa những nguyên tố nào thì ta phải xác định xem chất đó có chứa thêm nguyên tố oxi hay không.
Nếu mO = mA –(mC+mH) = 0
=>A chỉ chứa 2 nguyên tố C và H
Nếu mO=mA-(mC+mH)>0
=>A chứa cả 2 nguyên tố C, H và thêm O
Tìm công thức phân tử hợp chất hữu cơ dựa vào phản ứng đốt cháy
Bước 2: Tìm số mol nguyên tử mỗi nguyên tố
nC = nH =
Bước 3: Lập tỉ lệ số mol
nC : nH : nO = : : = x : y : z
Bước 4: Công thức đơn giản nhất (CxHyOz)n = MA
Bước 5: Viết công thức phân tử
II.Bài tập mẫu
Bài 1:
Phân tử hợp chất hữu cơ A có 2 nguyên tố. Đốt cháy hoàn toàn 3g chất A thu được 5,4g nước. Hãy xác định công thức phân tử của A. Biết khối lượng mol của A là 30g
Hướng dẫn giải:
Hợp chất hữu có A có 2 nguyên tố, khi đốt cháy thu được nước
=>A chưa C và H
mH = 2. = 0,6g
mC = 3 – 0,6 = 2,4g
nH = 0,6/1 = 0,6 mol
nC = 2,4/12 = 0,2
nC : nH = 0,2 : 0,6 = 1 : 3
=>Công thức đươn giản nhất của A là (CH3)n = 30
=>n = 2
=>CTPT của A là C2H6
Cách 2:
A là chất hữu cơ nên trong A phải chứa nguyên tố C. Khi đốt cháy A thu được nước nên trong A phải có H
Mặt khác A chứa 2 nguyên tố nên A có công thức CxHy
nA = 3/30 = 0,1 mol
nH2O = 5,4/18 = 0,3 mol
4 CxHy + O2 → 4xCO2 + 2yH2O
4 2y mol
0,1 0,3 mol
=>0,1.2y = 4.0,3
=>y = 6
Mặt khác 12x+y = 30
=>12x + 6 = 30
=>x = 2
=>CTPT của A là: C2H6
Bài 2:
Đốt cháy 3g một chất hữu cơ A thu được 6,6g CO2 và 3,6g H2O. Xác định công thức phân tử của A, biết PTK của A là 60
Hướng dẫn giải:
mC = 12. = 1,8g
mH = 2. = 0,4 g
mC + mH = 1,8 + 0,4 = 2,2g < mA
=>trong A còn có O (vì khi đốt cháy chỉ thu được CO2 và H2O)
mO = 3-1,8-0,4 = 0,8
nC = 1,8/12 = 0,15 mol
nH = 0,4/1 = 0,4 mol
nO = 0,8/16 = 0,05 mol
nC : nH : nO = 0,15 : 0,4 : 0,05 = 3 : 8 :1
=>Công thức đơn giản nhất của A là (C3H8O)n = 60
=>n = 1
Vậy CTPT của A là C3H8O
Bài 3:
Khi đốt hoàn toàn 3g một hợp chất hữu cơ A thu được 8,8g CO2 và 5,4g H2O
a)Trong A có chứa những nguyên tố nào?
b)Biết PTK của A nhỏ hơn 40. Xác định CTPT của A?
c)A có làm mất màu dung dịch Brom không?
Hướng dẫn giải:
Giải tương tự bài 2, nhưng ở bước 4 tìm công thức đơn giản nhất phải biện luận vì đề bài cho PTK của A<40
mC = 2,4g
mH = 0,6g
mO=3-2,4-0,6= 0
=>A chỉ chứa 2 nguyên tố C và H
nC= 2,4/12 = 0,2 mol
nH = 0,6/1 = 0,6 mol
nC : nH = 0,2 : 0,6 = 1 : 3
CT đơn giản nhất của A : (CH3)n < 40
| n | 1 | 2 | 3 |
| CTPT | CH3 | C2H6 | C3H9 |
| PTK | 15 | 30 | 45 |
| Kết quả | Loại | Nhận | Loại |
Vậy CTPT của A là C2H6
Bài 4:
Đốt cháy hoàn toàn m (g) hợp chất hữu cơ A cần dùng 11,2g khí oxi, thu được 8,8g CO2 và 5,4g H2O. Xác định CTPT và CTCT của A biết 25 < MA <35?
Hướng dẫn giải:
Áp dụng ĐLBTKL ta có:
mA + mO2 = mCO2 + mH2O
=>mA + 11,2 = 8,8 + 5,4
=>mA = 3g
= 12. = 2,4g
mO(CO2) = 8,8-2,4 = 6,4g
nC = 0,2 mol
mH = 2. = 0,6g
nH = 0,6
mO(H2O) = 5,4-0,6 = 4,8g
mO(CO2) + mO(H2O) = 6,4 + 4,8 =11,2 =mO2tham gia phản ứng
=>Trong A không có O
nC : nH = 0,2 : 0,6 = 1: 3
=>CT đơn giản nhất (CH3)n = 15n
Vì 25 < MA <35
=>25 < 15n < 35
=>1,67 < n < 2,33
=>n = 2
CTPT là C2H6
Bài 5:Trộn một hidrocacbon X với lượng O2 vừa đủ để đốt cháy hết X được hỗn hợp A ở 0oC áp suất p1. Đốt cháy hoàn toàn A thu được hỗn hợp sản phẩm B ở 218,4oC có áp suất p2 gấp 2 lần áp suất p1. Công thức của X?
Hướng dẫn giải:
Giả sử số mol của X (CxHy) là 1 mol
Theo giả thiết và ptpư thì nO2=x+y/4
CxHy + (x+y/4)O2 => xCO2 + y/2H2O
bd 1 x y/2
pư 1 x y/2
spu 0 0 x y/2
số mol khí trước pư là : n1=1+x+y/4
số mol khí sau pư là : n2=x+y/2
Do thể tích bình là không đổi nên :
= = = 0,9
=> = 0,9 => 0,2y−0,1x=1 => x=2 và y=6
=> X là C2H6
III. Bài tập vận dụng
Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn m (g) hợp chất hữu cơ A cần dùng 11,2g khí oxi, thu được 8,8g CO2 và 5,4g H2O. Ở đktc 2,24l khí A có khối lượng 5,8g. Xác định CTPT và CTCT của A?
Đáp số: C2H6
Bài 2: X mạch hở có công thức C3Hy . Một bình có dung tích không đổi chứa hỗn hợp khí X và O2 dư ở150oC, áp suất 2 atm. Bật tia lửa điện để đốt cháy X sau đó đưa bình về 150oC, áp suất vẫn là 2 atm . Công thức phân tử của X?
Đáp số: C3H4
Bài 3:Khi đốt cháy hoàn toàn 15 mg chất A chỉ thu được khí CO2 và hơi nước , tổng thể tích của chúng quy về đktc là 22,4 ml . CTĐGN của A?
Đáp số: CH4O
Bài 4: Khi đốt cháy 1 lít khí X cần 6 lít O2 thu được 4 lít CO2 và 5 lít H2O ( các khí đo cùng điều kiện ). CTPT của X là?
Đáp số: C4H10O
Bài 5: Tìm công thức phân tử của 1 hidrocacbon mà sau khi đốt cháy thu được 2,703g CO2 và 1,108g H2O?
Đáp số: C2H4
Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 0,58g một hydrocacbon A được 1,76g CO2 và 0,9g H2O. Biết A có khối lượng riêng DA ≈2,59g/l. Tìm CTPT A
Đáp số: C4H10
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn 4,6g chất hữu có A thu được 4,48l CO2 (đktc) và 5,4g H2O. dA/kk = 1,58. Xác định CTPT của A?
Đáp số:C2H6O