Bài tập xác định công thức phân tử hợp chất hữu cơ no

BÀI TẬP: XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HỢP CHẤT TỪ PHẢN ỨNG ĐỐT CHÁY
Phàn ứng đốt cháy có dạng:
3n 1
CnH2n+2 +
O2  nCO2 + (n+1) H2O
2
Suy ra: ankan khi cháy cho nCO2  nH 2O

1
nO2(pu)= nCO2  nH 2O
2

nankan nH 2O  nCO 2

* Nếu có hỗn hợp gồm gồm hai ankan: CnH2n + 2 : x mol
CmH2m + 2 : y mol
Gọi công thức trung bình của hai ankan là:
Cn H2n  2 : a mol (với

n là số cacbon trung bình và a = x + y)  n < n < m. Tìm n  n,m

- Có thể tính số mol hỗn hợp (x, y) dựa vào n và phương pháp đường chéo:
CnH2n + 2 : x mol
CmH2m + 2 : y mol

m –n

n

n

Nếu trong hỗn hợp: nA = nB thì n =

=

n–n

m

m –n

x mol

=


y mol

x

n–n

y

n m
2

VÍ DỤ MINH HỌA
Ví dụ 1: Cho 5,6 lít ankan thể tích đo ở 27,3oC và 2,2 atm tác dụng hết với clo
ngoài ánh sáng thu được một dẫn xuất clo duy nhất có khối lượng 49,5 gam. Công
thức phân tử của ankan là:
A. C4H10
B. C3H8
C. CH4
D. C2H6
Lời giải
Số mol ankan bằng số mol dẫn xuất và bằng: n  PV
RT

R



5,6.2,2
0,5 .
22,4
.( 273  27,3)
273

(Hằng số

22,4
0,082. )
273

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

1

Công thức dẫn xuất là CnH2n+2-xClx có khối lượng phân tử: 14n + 2 - x + 35,5x =
99.
Vậy x = 2, n = 2 là phù hợp.
 Đáp án: D. C2H6.
Ví dụ 2: Nạp một hỗn hợp gồm 20% thể tích khí ankan A ở thể khí và 80% thể
tích oxi (dư) vào một khí nhiên kế. Sau khi cho nổ hỗn hợp rồi cho hơi nước ngưng
tụ, đưa bình về điều kiện nhiệt độ ban đầu thì thấy áp suất trong khí nhiên kế giảm
đi 2 lần. Công thức phân tử của A là:
A. C2H6
B. C3H8
C. C4H10
D. CH4
Lời giải
CnH2n+2 + (3n+1)/2O2  nCO2 + (n+1)H2O
 Tự chọn lượng chất ta có hệ thức:

(3n  1)
]
1
2

1 4
2

[n  4 -

 n=2
(Có thể xây dựng hệ thức tổng quát:

(3n  1)
a]
1
2

a  4a
2

[na  4a -

)

 Đáp án A. C2H6
Ví dụ 3: Khi đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam một chất hữu cơ A thu được 1,12 lít
CO2 (đktc) và 1,08 gam H2O. A có phân tử khối là 72 và khi cho tác dụng với clo
(có askt) thì thu được bốn dẫn xuất monocle. A có tên gọi là:
A. isopentan
B. 2, 2-đimetylpropan C. neopentan
D. pentan
Lời giải
CxHyOz + (x + y/4 - z/2)O2  xCO2 + y/2H2O
Số mol A là 0,01. Số mol CO2 là 0,05. Số mol H2O là 0,06.
 x = 0,05/0,01 = 5
 y = 0,06*2/0,01 = 12
 z = 72 - 12*5 - 12 = 0.
Vậy CTPT của A là: C5H12
Do A tác dụng với clo thu được bốn dẫn xuất monoclo nên A là: CH3-CH(CH3)CH2-CH3 (isopentan)
Các đồng phân:
+ CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 (tạo 3 dẫn xuất monoclo - n-pentan).

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

2

+ CH3-C(CH3)2-CH3 (tạo 1 dẫn xuất monoaclo duy nhất - neopentan hay 2,2đimetylpropan).
Chú ý:
+ CH3-CH(CH3)- : Iso
+ CH3-C(CH3)2-: Neo
+ CH3-CH2-CH(CH3)-: Tert
Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 1,12 lít hỗn hợp 2 ankan thu được 1,792 lít CO2
(đktc). Biết rằng ankan có khối lượng phân tử lớn hơn có số mol nằm trong khoảng
15% đến 25% tổng số mol của hỗn hợp. Công thức của 2 ankan là:
A.CH4 và C3H8
B. C2H6 và C3H8
C. CH4 và C4H10
D. CH4 và C2H6
Lời giải
m và n lần lượt là số nguyên tử cacbon của hai ankan (m>n). Vậy ta có:
mx + n(0,05-x) = 0,08  0,15.0,05  x 
17
32

m  n 
 Giải ra ta được: 
3
3
m  3n  6,4

0,08  0,05n
 0,25.0,05
m n

 n < 1,6  n = 1  3,4 < m < 5  m = 4

* Chú ý: Ta có thể nhận ra ngay có một ankan là CH4 nhờ số nguyên tử C trung
bình: n = 0,08/0,05 = 1,6. Rồi từ đó biện luận tìm m.
Đáp án: C. CH4 và C4H10
Ví dụ 5: Xác định công thức phân tử và viết công thức cấu tạo của các
hiđrocacbon trong mỗi trường hợp sau :
a. Đốt cháy hoàn toàn 1 lít ankan A sinh ra 3 lít CO 2. Các thể tích đo cùng điều
kiện.
Dặt CTTQ của ankan A: CnH 2 n2
CnH 2 n2 + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

1l

3l
1
1

n
3

Ta có :   n 3
CTPT của A: C3H6

CTCT của A: CH3-CH2-CH3

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

3

b. Đốt cháy hoàn toàn 1 ankan B với lượng O 2 vừa đủ thì thấy tổng số mol các
chất trước phản ứng bằng tổng số mol các chất sau phản ứng.
Dặt CTTQ của ankan A: CnH 2 n2
CnH 2 n2 + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

1 + (3n+ 1) /2 = n + n + 1
→ n= 1
CTPT của B: CH4
d. Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon Y thu được 17,6 g CO2 và 0,6 mol H2O.
Đặt CTTQ của ankan Y: CnH 2n2
17, 6
nCO 2 
0, 4mol
44

CnH 2 n2 + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

0,4
Ta có:

0.6

n
n 1

 n 2
0, 4 0.6

CTPT của Y: C2H6

CTCT của Y: CH3-CH3

e. Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon Z thu được CO2 và H2O theo tỷ lệ
Vco2:Vhơi nước = 3 : 4.
Vì nH O  nCO → hiđrocacbon Z là ankan
2

2

Dặt CTTQ của ankan Z: CnH 2 n 2
CnH 2 n2 + (3n+ 1) /2 O2 → nCO2 + (n + 1)H2O

3
Ta có:

4

n n 1

 n 3
3
4

CTPT của Y: C3H8

CTCT của Y: CH3-CH2- CH3

Ví dụ 6: Đốt cháy hoàn toàn 19,8 gam hỗn hợp X gồm hai ankan sau phản ứng
thu được 57,2 gam CO2.
a. Tính khối lượng nước tạo thành và số mol O2 phản ứng.

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

4

b. Nếu 2 ankan trên là đồng đẳng liên tiếp. Hãy xác định 2 ankan đó và tính %
theo khối lượng mỗi ankan.
mCO2

57, 2
.12 15.6 g
44
44
mH 19,8  15, 64, 2g  nH 4.2 mol
mC 

.12 

 nH nH 2O .2 4, 2  nH 2O 2,1mol  mH 2O 2,1.18 37,8
mhhX  mO2 mCO2  mH 2O  mO2 57, 2 37,8  19,8 75.2 g

* Đặt CT chung hỗn hợp 2 ankan thể khí là:
CnH 2 n  2 

3n  1
O2 
2

nCO2

CnH 2 n 2



( n  1)H 2O

1,3

2.1

n n 1

 n 1.25
1, 3 2.1

Ta có:
Vậy 2 ankan đồng đẳng liên tiếp là CH4 và C2H6
nCH 4 2  n 0, 75


 %VCH 75%
4
nC2H 6 n  1 0, 25

%VC2H 6 25%

Ví dụ 7: Đốt cháy V(lít) hỗn hợp hai ankan kế tiếp trong dãy đồng đẳng. Dẫn sản
phẩm lần lượt qua bình 1 đựng CaCl2 khan rồi bình 2 đựng dung dịch KOH. Sau
thí nghiệm khối lượng bình 1 tăng 6,43gam và bình 2 tăng 9,82 gam.
a. Lập công thức hai ankan.
b. Tính % theo số mol các ankan trong hỗn hợp, tính V (đkc).
CaCl 2 khan
 
bình 1 tăng 6, 43gam= mH 2O
CnH 2 n 2
 O2
V (l ) hhX 
 sp (CO 2  H 2O )  dung dich KOH
Cn 1 H 2( n 1)2
  bình 2 tăng 9,82 g= mCO2
CnH 2 n  2

Đặt CT chung hỗn hợp 2 ankan thể khí là:
nH O 
2

6, 43
0.357mol
18

CnH 2 n  2 

3n  1
O2 
2

nCO2 
nCO2

9,82
0, 223mol
44


0,223

(n  1)H 2O

0,357

n
n 1

 n 1, 67
0.223 0, 357

Ta có:
Vậy 2 ankan đồng đẳng liên tiếp là CH4 và C2H6
Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

5

nCH 4 2  n 0, 23


 % nCH 0.23 mol
4
nC2H 6 n  1 0, 67

%nC2H 6 0, 67mol

BÀI TẬP ÁP DỤNG
Câu 1: Hiđrocacbon mạch hở X trong phân tử chỉ chứa liên kết σ và có hai nguyên tử cacbon bậc ba
trong một phân tử. Đốt cháy hoàn toàn 1 thể tích X sinh ra 6 thể tích CO 2 (ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp
suất). Khi cho X tác dụng với Cl2 (theo tỉ lệ số mol 1 : 1), số dẫn xuất monoclo tối đa sinh ra là:
A. 3.
B. 4.
C. 2.
D. 5.
Câu 2: Đốt cháy một hỗn hợp gồm nhiều hiđrocacbon trong cùng một dãy đồng đẳng nếu ta thu được số
mol H2O > số mol CO2 thì CTPT chung của dãy là:
A. CnHn, n ≥ 2.
B. CnH2n+2, n ≥1 (các giá trị n đều nguyên).
C. CnH2n-2, n≥ 2.
D. Tất cả đều sai.
Câu 3: Đốt cháy các hiđrocacbon của dãy đồng đẳng nào dưới đây thì tỉ lệ mol H 2O : mol CO 2 giảm khi
số cacbon tăng.
A. ankan.
B. anken.
C. ankin.
D. aren
Câu 4: Đốt cháy một hỗn hợp hiđrocacbon ta thu được 2,24 lít CO2 (đktc) và 2,7 gam H2O thì thể tích O2
đã tham gia phản ứng cháy (đktc) là:
A. 5,6 lít.
B. 2,8 lít.
C. 4,48 lít.
D. 3,92 lít.
Câu 5: Đốt cháy hoàn toàn một hiđrocacbon X thu được 0,11 mol CO2 và 0,132 mol H2O. 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-đimetylpropan.
D. 2-metylpropan.

Truy cập vào: http://tuyensinh247.com/ để học Toán – Lý – Hóa – Sinh – Văn - Anh tốt nhất!

6