Trờng THCS Yên Lạc Chuyên đề hoá
Chuyên đề
Giải toán phản ứng đốt cháy hiđrOcacbon
A. Kiến thức cần nhớ về phản ứng đốt cháy
HiđrOcacbon
I. Ankan: C
n
H
2n+2
(n 1)
C
n
H
2n+2
+






+
2
13n
O
2


0
t
nCO



2
3n
O
2


0
t
nCO
2
+ nH
2
O
OH
CO
n
n
2
2
= 1
III. Ankin: C
n
H
2n-2
(n 2) ; Ankađien (n 3)
C
n
H

= n
CO2
n
H2O
IV. Hỗn hợp hiđrocacbon
*Hai hiđrocacbon mạch hở bất kỳ có số liên kết là : k 2
Ta có các tỷ lệ sau:
STT Tỷ lệ Các trờng hợp Điều kiện
1
OH
CO
n
n
2
2
< 1
- 2 ankan
- 1 ankan; 1 anken
- 1 ankan; 1 ankin (ankađien)
( x mol) (y mol)
- Số mol bất kỳ
- Số mol bất kỳ
- x > y
2
OH
CO
n
n
2
2

PƯ
= m
CO2
+ m
H2O
Và m
A
= m
C
(trong CO
2
) + m
H
(trong H
2
O)
-Đốt 1 hiođrocacbon hoặc hỗn hợp hiđrocacbon bất kỳ ta đều có:
n
O2PƯ
= n
CO2
+ 1/2 n
H2O
-Đốt cháy các hiđrocacbon, nếu tỉ lệ : a=
OH
CO
n
n
2
2






+
2
13n
O
2


0
t
nCO
2
+ (n+1) H
2
O
Hoặc C
x
H
y
+
4
4 yx +
O
2



2
O
*Bớc 3:
Lập phơng trình đại số thiết lập đợc bấy nhiêu ẩn số cần tìm -> Bài toàn
giải đợc bình thờng.
-Nếu số PT đại số thiết lập đợc ít hơn ẩn số cần tìm có thể biện luận bằng
cách dựa vào các giới hạn.
- 2 -
Trờng THCS Yên Lạc Chuyên đề hoá
Ví dụ:
+Hiđrocacbon C
x
H
y
-> y 2x+2; y nguyên, chẵn.
+Nếu trong điều kiện thờng ở thể khí x 4 nguyên.
+Nếu biện luận khó khăn có thể dùng bảng trị số để tìm kết quả.
*L u ý:
-Đối với bài tập lập CT hợp chất hữu cơ sản phẩm là CO
2
và H
2
O nếu dữ
liệu đầu bài cho khối lợng CO
2
, H
2
O; V
CO2
; V

CO
2
+ Ca(OH)
2


CaCO
3

+ H
2
O (1)
CO
2
+ CaCO
3

+ H
2
O

Ca(HCO
3
)
2
(2)
2
( )Ca OH
n
>

+ (x +
4
y
)O
2


0t
xCO
2
+
2
y
H
2
O
1 mol x mol
0,1 mol 0,1 mol
Lp t l ta cú:
1,0
1
=
1,0
x


x = 1

CTPT: CH
4

2
y
H
2
O
0,1 mol 0,1x mol

0,1x = 0,2

x = 2
Vy CTPT ca hirocacbon: C
2
H
2
hoc C
2
H
4
hoc C
2
H
6
- 3 -
Trêng THCS Yªn L¹c Chuyªn ®Ò ho¸
VD 2: (Tuyển sinh lớp 10 chuyên Lê Hồng Phong năm 2004-2005)
Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol một anken A, toàn bộ sản phẩm cháy được hấp thụ
vào 295,2 gam dung dịch NaOH 20%. Sau thí nghiệm nồng độ NaOH dư 8,45%.
Biết rằng các phản ứng xẩy ra hoàn toàn.
1. Xác định CTPT của A
2. Hỗn hợp X gồm A và H

0t
nCO
2
+ nH
2
O (1)
0,2 mol 0,2n 0,2n
2NaOH + CO
2

→
Na
2
CO
3
+ H
2
O (2)
Theo bài ra ta có:
m
NaOH
=
100
2,29520x
= 59,04 (g)
⇒

n
NaOH
=

n =
78,1704
56,3409
= 2
Vậy CTPT của A: C
2
H
4
2. a, Chứng minh Y không làm mất màu dd Brom
Xét 1 mol hỗn hợp khí X ( C
2
H
4
và H
2
)
Ta có:
M
=
1
)1(228 xx −+
= 12,4
⇒
x = 0,4
⇒

2
2
C
H

dư nên không làm
mất màu dd brom
b. Tính
4
2
C
H
V
và
2
H
V
Đặt a là số mol của C
2
H
4
, b là số mol của H
2
C
2
H
4
+ H
2

 →
0,tNi
C
2
H

2
O (3)
(b-a) mol (b-a) mol
Ta có hệ phương trình:
M
X
=
ba
ba
+
+ 228
= 12,4
3a + b - a =
18
2,25
= 1,4
⇒
a = 0,4
⇒

4
2
C
H
V
= 0,4 x 22,4 = 8,96 lít
b = 0,6
2
H
V

hỗn hợp
3. Xác định CTCT của X, A, B
1
và B
2.
Hướng dẫn
1.Lập công thức phân tử của X:
Gọi CTPT của X là C
x
H
y
n
CO2
=
44
11
= 0,25 mol
⇒
m
C
= 0,25 x 12 = 3 (g)
n
OH 2
=
18
4,5
= 0,3 mol
⇒
m
H

2. Xác định CTPT của A, B và % về số mol của A và B
PTPƯ: C
5
H
12
+ mCl
2

 →
ASKT
C
5
H
12 -m
Cl
m
+ mHCl
Theo bài ra ta có:
12
5
170
m
m
C Cl
H
M
−
<

⇒

3
CH
3
CH
3
- C - CH
3
1 2
CH
3
Vì B
1
và B
2
là đồng phân của nhau và khác A
⇒
Y có B
1
và B
2
là dẫn xuất chứa
2 nguyên tử clo, còn A là dẫn xuất chứa 1 nguyên tử clo
Vậy CTPT của A: C
5
H
11
Cl
CTPT của B: C
5
H

+ AgCl
↓
(1)
a mol a mol
C
5
H
10
Cl
2
+ 2AgNO
3

→
C
5
H
10
(NO
3
)
2
+ 2AgCl
↓
(2)
b mol 2b mol
⇒
a + 2b = 0,14
⇒
a = 0,06

2 4
180
H SO
→
A
→
Cao su
Hướng dẫn:
1. Theo bài ra ta có:
2 2
2 2
44.
76,52 76,52
18. 100 76,52 23,46
CO CO
O O
H H
m n
m n
= = =
−
2
2
4
1,33
3
CO
O
H
n

1 3
1 1 1 2 2 4
n
n k
n k
k k k n
= ⇒ = − ≤
+ −
⇒ − ≤ ⇒ < ≤ ⇒ = ⇒ =
- 6 -
Trêng THCS Yªn L¹c Chuyªn ®Ò ho¸
Vậy CTPT của A: C
4
H
6
2. CTCT của A và hoàn thành các PTPƯ:
CH
2
= CH - CH = CH
2
+ Cl
2

→
Cl- CH
2
- CH = CH - CH
2
- Cl
Cl- CH

- CH
2
- OH
HO- CH
2
- CH
2
- CH
2
- CH
2
- OH
0
2 4
180
H SO
C
→
CH
2
= CH - CH = CH
2
+ 2H
2
O
nCH
2
= CH - CH = CH
2


) và số mol là a
C
x
H
y
+ (
4
y
x +
)O
2

0
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O
a mol ax mol a
2
y
mol
ax 30 3
20 4
2

2
Xiclopropen
CH = CH
3. Tính % thể tích trong hỗn hợp A
C
3
H
4
+ 4O
2

0
t
→
3CO
2
+ 2H
2
O
Nếu hỗn hợp có 1 mol C
3
H
4
thí số mol O
2
là
2 2 2
4 (3 2) 9
pu du
mol

259
1,97
0,01
197
mol
Ba HCO
mol
BaCO
n
n
= =
= =
PTPƯ:
CO
2
+ Ba(OH)
2
→ BaCO
3
↓ + H
2
O (1)
0,01 0,01 0,01
2CO
2
+ Ba(OH)
2
→ Ba(HCO
3
)

14 2
n
n n
⇒ = ⇒ =
+
CTPT: C
5
H
12
CTCT:
Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon A (ở thể lỏng ở đk thường) thu
được khí CO
2
và H
2
O theo tỉ lệ khối lượng:
4,9
1
. Xác định CTPT của A, biết
tỉ khối hơi của A đối với He là 19,5
Hướng dẫn
2 2
2 2
4,9 4,9.18 88,2 2 1
1 44.1 44 1 1
C
H
CO CO
O O
H H

C
x
H
y
+ (
4
4
x y+
)O
2

0
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O
- 8 -
Trờng THCS Yên Lạc Chuyên đề hoá
Theo bi ra ta cú:
a(12x + y) = a.18.0,5y

y = 1,5x
Nghim thớch hp: x = 4 v y = 6


b. Xỏc nh CTCT ca A.
Hng dn
t CTPT ca A: C
x
H
y
v a l s mol (x, y nguyờn dng)
Phng trỡnh phn ng
C
x
H
y
+ (
4
4
x y+
)O
2

0
t

xCO
2
+
2
y
H
2
O


n = 6
Vy CTPT ca A: C
12
H
18

CTCT: CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
II. Đốt cháy hỗn hợp nhiều hiđrocacbon.
1. Cùng dãy đồng đẳng
*Cách 1 : Theo phơng pháp ghép ẩn số :
-Bớc 1: Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là ẩn số.
-Bớc 2: ứng với mỗi dữ liệu của bài toán lập 1 phơng trình hoá học.
Trờng hợp có các dữ liệu sau:
- 9 -
Trờng THCS Yên Lạc Chuyên đề hoá
+Số mol hỗn hợp (khối lợng hỗn hợp)
+Số mol CO
2

B: C
m
H
2m+2

CT PTTB:
C
n
H
2n+2
(nếu số nguyên tử C trung bình, H trung bình)
-Bớc 2: Viết PTPƯ dạng tổng quát với CT PTTB (tuỳ theo dữ liệu)
-Bớc 3: Từ PTPƯ tổng quát và dữ liệu bài cho thiết lập tỷ lệ để tính giá trị
trung bình.
-Bớc 4: Dựa vào dữ liệu mà tìm các chỉ số.
*L u ý :
Đầu bài không cho tên dãy đồng đẳng mà cho hơn kém nhau khối lợng
mol là 14 hay 28 hoặc xác định tỷ lệ
0
2
2
H
CO
C
n
ta xác định đợc dãy đồng đẳng.
2. Nếu cha biết dãy đồng đẳng
Sử dụng phơng pháp CT PTTB
C
n

+ '
với 1 n
n
n

y
=
y
n
oH


2
2
=
ba
mm
ba
+
+ '
với 2 m
m
m
Xác định
n
,
m
và => CTPT và các đại lợng cần thiết.
- 10 -
Trờng THCS Yên Lạc Chuyên đề hoá

lớt CO
2
(ktc) v 9 gam nc. Xỏc nh CTPT ca A, B v tớnh thnh
phn % khi lng ca cỏc cht trong hn hp.
b. Hai hirocacbon X v Y cú CTPT l C
m
H
4
v C
n
H
4
, cho n + m = 5 v n <
m. Hóy xỏc nh CTPT v vit CTCT ca X, Y.
Hng dn
a.
2
2
0,3 ; 0,4 ; 0,5
hh
mol mol mol
CO O
H
n n n
= = =
Cụng thc chung ca 2 hirocacbon l: C
x
H
y
trong ú x, y l s nguyờn t C,


2
O
H
n
l: 0,15y = 0,5

y = 3,33
Trong 2 hirocacbon phi cú CH
4
vỡ cú s nguyờn t C < s nguyờn t C
trung bỡnh. Nh vy B phi cú s nguyờn t C > 1,33 v cú s nguyờn t H
nh hn 3,33 nờn ch cú C
2
H
2
l tho món k bi cho
- Thnh phn % khi lng ca cỏc cht trong hn hp:
+ Tớnh c
2
4 2
0,2 ; 0,1mol mol
CH C
H
n n
= =
+ Khi lng ca hn hp: 0,2 .16 + 0,1 . 26 = 5,8 gam
4
2
2

Y cú m = 3 (C
3
H
4
)
VD 2: ( thi HSG Vnh Phỳc nm 05 - 06 )
- 11 -
Trêng THCS Yªn L¹c Chuyªn ®Ò ho¸
Đốt cháy hoàn toàn một thể tích V lít hỗn hợp A gồm hai hiđrocacbon ở thể khí
ở điều kiện thường và có khối lượng mol phân tử hơn kém nhau 28 đvC. San
phẩm tạo thành cho đi qua lần lượt các bình đựng P
2
O
5
dư và CaO dư. Bình
đựng P
2
O
5
nặng thêm 9 gam, còn bình đựng CaO nặng thêm 13,2 gam. Xác định
CTPT của hai hiđrocacbon và phần trăm V hỗn hợp trong A.
Hướng dẫn:
Hai hiđrocacbon hơn kém nhau 28 → 2 nhóm - CH
2
- →là dồng dẳngcủa nhau.
Bình P
2
O
5
hấp thụ H

n
n
=
< 1
⇒
hia hiđrocacbon thuộc dãy đòng đăng của ankan.
Gọi CTPT của 2 hiđrocacbon là:
C
n
H
2n+2
và C
m
H
2m+2
C
n
H
2n + 2
+ (
3 1
2
n +
)O
2

0
t
→
nCO

CO
n x m y b
O
H
n
n
= + =
= + + + =
⇒
x + y = 0,5 - (nx + my) = 0,2
nx + my = nx + (n +2)y = 0,3. (m = n + 2)
hay n(x+y) +2y = 0,3
⇒
n =
0,3 2
0,2
y−
y > 0; 1< n < 1,5
⇒
n = 1; m = 3
⇒
x = 0,15; y = 0,05
CTPT: CH
4
và C
3
H
8
Ví dụ 3: (Lớp ĐHQG HN năm 2001)
Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp gồm những lượng bằng nhau về số mol của 2

n
n
n
n
= =
= =
⇒ = = >
⇒
hỗn hợp ban đầu có ít nhất 1 ankan
CT của ankan: C
n
H
2n+2
(b mol)
Hiđrocacbon còn lại: C
n
H
2a
(b mol)
Phản ứng cháy:
C
n
H
2n + 2
+ (
3 1
2
n +
)O
2

2
CO
n
=
bn + bn = 0,08
⇒
bn = 0,04
2
O
H
n
= bn + b +ab = 0,09 b + ab = 0,05
Lập tỉ lệ số:
4 4
(1 )
1 5 5
( , )
n
n a
a
n a
Z
+
= ⇒ = +
+
∈
nghiệm hợp lý
⇒
n = 4
a = 4

2) và số mol là a trong hỗn hợp A.
PTPƯ:
C
x
H
y
+ 2Br
2

→
C
x
H
y
Br
4
(1)
a 2a
C
x
H
y
+ (
4
4
x y+
)O
2

0

2
+ Ca(OH)
2
→ Ca(HCO
3
)
2
(5)
Trường hợp 1: Xảy ra phản ứng (4)
2 3
0,1mol
CO CaCO
n n
⇒ = =
Từ (1) và (2) ta có: 2a = 0,2
⇒
a = 0,1 mol
⇒
ax = 0,1
⇒
x = 1 (loại)
Trường hợp 2: Xảy ra cả 2 phản ứng (4) và (5):
Tính được số mol của CO
2
: 0,3 mol
⇒
x = 3, y = 4
Vậy CTPT của X là: C
3
H

n
H
2n+2-2k
(k
≥
0)
C
n
H
2n + 2 -2k
+ (
3 1
2
n k+ −
)O
2

0
t
→
nCO
2
+ (n + 1-k)H
2
O
x mol nx (n+1-k)x
Gọi x là số mol của mỗi hiđrocacbon K, L, M thì số mol CO
2
là nx
⇒

H
6
-
1
1
n k
n
+ −
=
với n = 2
⇒
k = 1
⇒
L: C
2
H
4
1
0,5
n k
n
+ −
=
với n = 2
⇒
k = 2
⇒
M: C
2
H

n
H
2n + 2
+ (
3 1
2
n +
)O
2

0
t
→
nCO
2
+ (n + 1)H
2
O
x mol (
3 1
2
n +
)x nx
C
m
H
2m + 2
+ (
3 1
2

⇒
14. 0,6 + 2(x + y) = 8,8
⇒
Tổng số mol 2 ankan: x + y = 0,2 mol.
2. Tổng số mol O
2
cần đốt cháy 8,8 gam hỗn hợp trên là:
(
3 1
2
n +
)x + (
3 1
2
m +
)y =
3 1
( ) ( )
2 2
nx ny x y+ + +

2
1,5.0,6 0,5.0,2 1mol
O
n
= + =
⇒
2
O
V⇒

- 15 -
Trêng THCS Yªn L¹c Chuyªn ®Ò ho¸

Hướng dẫn:
1. Gọi công thức chung của 2 ankin là:
2 2n
n
C
H
−
(a mol)
( )
0
2 2 2
2 2
3 1
1
2
n
n
n
t
n n
C O CO O
H H
−
 
−
+ → + +
 ÷

2
H
2
và C
4
H
6
2. Gọi b, c lần lượt là số mol của 2 ankin trên
Ta có hệ phương trình:
b + c = 0,2
⇒
b = c = 0,1 mol
26b + 54c = 8
hỗn hợp trên tác dụng với dd AgNO
3
chắc chắn xảy ra phản ứng của C
2
H
2
C
2
H
2
+ 2AgNO
3
+ 2NH
3
→ C
2
Ag

thì thu được 8,96 lít CO
2
(đktc) và 9 gam H
2
O.
Đáp số:
4
2
2
( )
( )
% 66,67%
% 33,33%
A
B
CH
C
H
V
V
=
=
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 2 hiđrocacbon A, B cùng dãy đồng đẳng thu
được 4,4 gam CO
2
và 2,52 gam H
2
O.
a. Xác định dãy đồng đẳng của A, B.
b. Xác định CTPT biết chúng ở thể khí ở đk thường.

10
Bài 3: Một số hiđrocacbon mạch hở liên tiếp trong dãy đồng đẳng có
tổng khối lượng phân tử là 648. Cho biết tỉ số khối lượng phân tư giữa
chất nặng nhất và nhẹ nhất là 8.
a. Xác định dãy đồng đẳng.
b. Tìm CTCT các hiđrocacbon.
Đáp số: a. ankan
b. CH
4
, C
2
H
6
,…C
9
H
20
Bài 4: Hỗn hợp A gồm C
3
H
4
và C
3
H
6
có tỷ khối hơi so với H
2
bằng 21.
Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít hh A (đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy
vào bình chứa dd Ca(OH)

2
O. Thành phần % về số mol của X
và Y trong hỗn hợp là bao nhiêu?
Đáp số: % n
ankan
= %n
ankin
=50%
Bài 7: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO
2

và 0,132 mol H
2
O. Khi X tác dụng với khí Cl
2
(theo tỉ lệ 1:1) thu được
một sản phẩm hữu cơ duy nhất. Gọi tên X.
Đáp số: C
5
H
12
Bài 8: Ba hiđrocacbon X, Y, Z kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng, trong
đó khối lượng phân tử Z gấp đôi khối lượng phân tử X. Đốt cháy 0,1
mol chất Y sảp phẩm hấp thụ vào dd Ca(OH)
2
dư. Tính số gam kết tủa.
Đáp số: m = 30 gam
Bài 9: Hỗn hợp hiđrocacbon X và oxi có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:10.
Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp trên thu được hỗn hợp khí Y. Cho Y qua
dd H