Chuyên đề giải toán phản ứng đốt cháy hiđrocacbon BD HSG lớp 9

Bi ging BD i tuyn HSG Huyn - Vựng Bc Nm hc: 2012 2013

Chuyờn
GII TON PHN NG T CHY HIROCACBON
A. KIN THC CN NH V PHN NG T CHY HIROCACBON
I. Ankan: C
n
H
2n+2
(n 1)
C
n
H
2n+2
+






+
2
13n
O
2


0
t
nCO

2
+ (n+1) H
2
O
OH
CO
n
n
2
2
< 1 => n
An kan
= n
H2O
- n
CO2
II. Anken (hay xicloankan): C
n
H
2n
(n 2 hoc n 3)
C
n
H
2n
+

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) ; Ankaien (n 3)
C
n
H

2n-2
+







2
13n
O
2


0
t
nCO
2
+ (n-1)H
2
O
OH
CO
n
n
2
2
> 1 => n
A

= n
CO2
n
H2O
IV. Hn hp hirocacbon
*Hai hirocacbon mch h bt k cú s liờn kt l : k 2
Ta cú cỏc t l sau:
STT T l Cỏc trng hp iu kin
1
OH
CO
n
n
2
2
< 1
- 2 ankan
- 1 ankan; 1 anken
- 1 ankan; 1 ankin (ankaien)
( x mol) (y mol)
- S mol bt k
- S mol bt k
- x > y
2
OH
CO
n
n
2
2

= 1
- 2 anken
- 1 ankan; 1 ankin
( x mol) (y mol)
- S mol bt k
- x = y
3
OH
CO
n
n
2
2
> 1
-2 ankin (ankaien)
-1 anken; 1 ankin (ankaien)
-1 ankan; 1 ankin (ankaien)
( x mol) (y mol)
- Số mol bất kỳ
- Số mol bất kỳ
- x < y
*L u ý:
-Bài toán phải sử dụng định loạt bảo toàn khối lợng:


Biờn son: Nguyn Thanh Hi THCS Qung ụng
1
Bi ging BD i tuyn HSG Huyn - Vựng Bc Nm hc: 2012 2013

m

A
+ m
O2

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
+Tng khi s nguyờn t C tng => dóy ng ng l ankan
+Khụng i khi s nguyờn t C tng => dóy ng ng l anken (xicloankan)
+Gim khi s nguyờn t C tng => hirocacbon cha no cú K 2 cú liờn kt

(hay vũng).
B. P DNG
I. t chỏy 1 hirocacbon ( tỡm cụng thc phõn t v cụng thc cu to)
*Bc 1: t CTTQ: Nu bit dóy ng ng t CT chung ca dóy ng ng.
VD: ankan C
n
H
2n+2
-Nu cha bit dóy ng ng cú th t CT l : C
x
H
y
Hoc C
n
H
2n+2-2k
(k 0 . K l s liờn kt )
*Bc 2: Vit phng trỡnh phn ng
C
n
H
2n+2

+






+
2
13n
O
2


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

0
t
xCO
2
+ yH
2
O
Hoc C
n
H
2n+2-2k
+






+
2
13 Kn
O
2


0
t
nCO

2
+ (n+1- k) H
2
O
*Bc 3:
Lp phng trỡnh i s thit lp c by nhiờu n s cn tỡm -> Bi ton gii
c bỡnh thng.
-Nu s PT i s thit lp c ớt hn n s cn tỡm cú th bin lun bng cỏch
da vo cỏc gii hn.
Vớ d:
+Hirocacbon C
x
H
y
-> y 2x+2; y nguyờn, chn.
+Nu trong iu kin thng th khớ x 4 nguyờn.
+Nu bin lun khú khn cú th dựng bng tr s tỡm kt qu.


Biờn son: Nguyn Thanh Hi THCS Qung ụng
2
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

*Lưu 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 lượng CO

2
, H
2
O; V
CO2
; V
H2O
hoặc phần trăm về khối lượng CO
2
và H
2
O ta
đều chuyển về số tỷ lệ số mol hoặc m
C
và m
H
trong hợp chất hiđrocacbon.
VD 1: (Đề tuyển sinh lớp 10 ĐHQGTPHCM năm 1999-2000)
Đốt cháy hoàn toàn 2,24 lít (ở đktc) một hidrocacbon. Lấy toàn bộ khí CO
2
sinh ra cho
vào 150 ml dd Ca(OH)
2
1M thi thu được 10 gam kết tủa. Xác định công thức phân tử có
thể có của hidrocacbon
Hướng dẫn
2
( )Ca OH
n
= 0,15 mol,

3
CaCO
n
= 0,1 mol
Các phương trình phản ứng
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
>
3
CaCO
n
Trường hợp 1:
2
CO
n
<
2
( )Ca OH
n

⇒

2
CO
n
=
3
CaCO
n
= 0,1 mol
Đặt CTPT của hiđrocacbon là: C
x
H

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

→
0t
xCO
2
+
2
y
H
2
O
1 mol x mol
0,1 mol 0,1 mol
Lập tỉ lệ ta có:
1,0
1
=
1,0
x

⇒
x = 1
⇒
CTPT: CH
4
Trường hợp 2:
2
CO
n
>
2
( )Ca OH
n
thì xẩy ra cả phản ứng (1) và (2)
Ta có:
2
CO
n
∑
= 0,15 + 0,05 = 0,2 mol
C
x
H
y
+ (x +
4
y
)O
2

→
0t
xCO
2
+
2
y
H
2
O
0,1 mol 0,1x mol
⇒
0,1x = 0,2
⇒
x = 2
Vậy CTPT của hiđrocacbon: C
2
H
2
hoặc C
2
H
4
hoặc C
2
H
6
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
2
có tỉ khối hơi đối với H
2
là 6,2. Đun nóng X với Ni xúc
tác đến khi phản ứng xẩy ra hoàn toàn được hỗn hợp Y
a. CMR Y không làm mất màu nước Brom.


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
3
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

b. Đốt cháy hoàn toàn Y được 25,2 gam H
2
O. Tính thể tích mỗi khí trong hỗn hợp X
ở đktc.
Hướng dẫn
1. CTPT của anken A là: C
n
H
2n
(n
≥
2)
PTPỨ:
C
n

H
2n
+
2
3n
O
2

→
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
=
40
04,59
= 1,476 mol
Từ (2)
⇒
Số mol CO
2
tham gia phản ứng với NaOH là 0,2n
⇒

n
NaOH
= 0,4n (mol)
⇒

m
NaOH
= 0,4n x 40 = 16n (g)
Theo đề ra ta có phương trình:
8,45 =
100

18.2,044.2,02,295
1604,59
x
nn
n
++
−

⇒
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
n
= 0,4 mol và
2
H
n
= 0,6 mol
C
2
H
4
+ H
2

 →
0,tNi
C
2
H
6
(1)
Sau phản ứng (1) H

2
còn dư
⇒
hỗn hợp Y gồm C
2
H
6
và H
2
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
6
(1)
a mol a mol
C
2
H
6
+
2
7
O
2
→
0t
2CO
2
+ 3H
2
O (2)
a mol 3a mol
2H

2
+ O
2

→
0t
2H
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


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
4
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

⇒

a = 0,4
⇒

4
2
C
H
V
= 0,4 x 22,4 = 8,96 lít
b = 0,6
2
H
V
= 0,6 x 22,4 = 13,44 lít
VD 3: (Đề tuyển sinh lớp 10 ĐHQGTPHCM năm 2005-2006)
Đốt cháy một hiđrocacbon X trong lượng dư khí oxi thu được 11 gam CO
2
và 5,4 gam
H
2
O.
1.Xác định CTPT của X.
2. Cho X phản ứng với clo có ánh sáng khuếch tán thu được hỗn hợp sản phẩm hữu
cơ Y chỉ chứa duy nhất 3 chất A, B
1
và B
2
, trong đó B
1
và B

2
có cùng công thức phân
tử và khác với A.Khối lượng phân tử của A, B
1
và B
2
đều nhỏ hơn 170 gam.
Trong một thí nghiệm khác tất cả clo trong 12,03 gam hỗn hợp sản phẩm hữu cơ Y được
chuyển hoá thành 20,1 gam kết tủa trong dd AgNO
3
dư.
Xác định CTPT của A, B (B1 và B2) và thành phần % về số mol của A, B trong 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
= 0,3 x 2 = 0,6 (g)
12:56,0:25,0
1
6,0
:
12
3
===
y
x
⇒
CTĐGN : (C
5
H
12
)
n
Vì 12n
≤

10n + 2
⇒
n
≤
1
⇒
n = 1
Vậy CTPT của X: C
5
H
12
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
−
<

⇒
72 + 34,5m < 170
⇒
m < 2,84
⇒
m = 1 và m = 2
CTCT của X Dẫn xuất 1 clo Dẫn xuất 2 clo
CH
3
- CH
2
- CH
2
- CH
2
- CH
3
3 9
CH
3

- CH

- CH
2
- CH
3
4 10

CH
3
CH
3
CH
3
- C - CH
3
1 2
CH
3


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
5
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

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
10
Cl
2
(B
1
, B
2
)
mol
n
AgCl
14,0
5,143
1,20
==

Gọi a, b lần lượt là số mol của A và B
C
5
H
11
Cl + AgNO
3

→
C
5
H
11
NO
3
+ 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
106,5a + 141b = 12,03 b = 0,04
3. CTCT của A, B
1
và B
2
VD 4: (Bài 46- Sách 300 bài tập hoá học hữu cơ - Lê Đăng Khoa)
Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon A là chất khí ở điều kiện thường, hỗn hợp sản phẩm thu
được chiếm 76,52% CO
2
về khối lượng.
1. Xác định công thức phân tử của A
2. Xác định CTCT của A và hoàn thành các phản ứng theo sơ đồ sau:
A
2
1:1

Cl
+
→
B
 →
+ddNaOH
C
2
0
,Ni
H
t
→
D
0
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
n
= =
Vậy A không phải là anken, ankan hay xicloankan
Đặe CTPT của A: C
n
H
2n + 2 - 2k
với k > 1 và
2 4n≤ ≤
C
n
H
2n + 2 - 2k
+ (
3 1

2
n k+ −
)O
2

0
t
→
nCO
2
+ (n + 1 - k)H
2
O
4
4( 1) 4
1 3
1 1 1 2 2 4
n
n k
n k
k k k n
= ⇒ = − ≤
+ −
⇒ − ≤ ⇒ < ≤ ⇒ = ⇒ =
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
2
- CH = CH - CH
2
- Cl + 2NaOH
0
,P
t
→
HO- CH
2
- CH = CH - CH
2
- OH + NaCl
HO- CH
2
- CH = CH - CH
2

- OH + H
2



Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
6
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

0
Ni
t
→
HO- CH
2
- CH
2
- CH
2
- 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

0
,xt p
t
→
(- CH
2
- CH = CH - CH
2
-)
n
LUYỆN TẬP 1

Bài 1: (Bài 61 - Sách 300 bài tập hoá hữu cơ)
Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A gồm một hiđrocacbon X thể khí ở đk thường và oxi dư,
thu được hỗn hợp khí B có thành phần thể tích 30% CO
2
; 20% H
2
O; 50% O
2
.
1.Xác định CTPT và CTCT của các đồng phân có thể có của X.
2. Tính % thể tích các khí trong A.
Hướng dẫn
1. Đặt CTPT của X là C
x
H
y
(
4, 2 2x y x≤ ≤ +
) 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
x
ay
y
⇒ = ⇒ =
⇒
CTĐGN của X: (C
3
H
4
)
n
Vì X là chất khí ở đk thường nên số nguyên tử C

≤
4
Vậy CTPT của X: C
3
H
4
CTCT của X:
CH
3
C
≡
CH Propin
CH
2
= C = CH
2
Propađien
CH
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
O O O
n n n
= + = + + =
Vậy % C
3
H
4
=
1
100 10%
10
x =

; % O
2
= 90%
Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 0,72 gam một ankan rồi dẫn toàn bộ khí CO
2
thu được đi qua
bình đựng dd Ba(OH)
2
thì thu được 1,97 gam muối trung hoà và 5,18 gam muối axit.
Xác định CTPT và CTCT của ankan
Hướng dẫn


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
7
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

2
3
5,18
0,02
( 3)
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
)
2
(2)
0,04 0,02 0,02
2
0,01 0,04 0,05mol
CO
n
= + =

∑
C
n
H
2n+2
+ (
3 1
2
n +
)O
2

0
t
→
nCO
2
+ (n+1)H
2
O (3)
0,72 0,05
5
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
m n
n
m n n
= ⇒ = = = ⇒ =
⇒
Công thức dơn giản nhất là: (CH)
n
M

A
= 4 . 19,5 = 78
⇒
13n = 78
⇒
n = 6
Vậy CTPT của A: C
6
H
6
Bài 4: (Đề thi HSG Phú Thọ năm 2004 - 2005)
Đốt cháy hoàn toàn m gam hợp chất hữu cơ A (là chất khí ở đk thường, mạch hở)
được tạo bởi 2 nguyên tố thu được m gam nước. Xác định CTPT và viết các CTCT
có thể có của A.
Hướng dẫn
Hợp chất hữu cơ A là hiđrocacbon. Đặt CTPT của A: C
x
H
y
và có số mol là a
(x, y nguyên và 1 ≤ x ≤ 4)
Phương trình phản ứng
C
x
H
y
+ (
4
4
x y+

)O
2

0
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O
Theo bài ra ta có:
a(12x + y) = a.18.0,5y
⇒
y = 1,5x
Nghiệm thích hợp: x = 4 và y = 6
⇒
CTPT C
4
H
6
CTCT:
(1) CH≡C−CH
2
−CH
3
(2) CH

2
=C=CH−CH
3


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
8
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

(3) CH
3
−C≡C−CH
3
(4) CH
2
=CH−CH=CH
2
Bài 4: (Đề thi lớp 10 Vĩnh Phúc năm 2006 - 2007)
Hợp chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố C và H. A có phân tử khối 150 < M
A
< 170.
Đốt cháy hoàn toàn m gam A sinh ra m gam nước. A không làm mất màu nước Brom,
cũng không tác dụng với Brom khi có mặt của bột Fe, nhưng lại phản ứng với Brom khi
chiếu sáng tạo thành một dẫn xuất mono Brom (một nguyên tử brom) duy nhất.
a. Xác định công thức đơn giản nhất và CTPT của A
b. Xác định CTCT của A.
Hướng dẫn
Đặt CTPT của A: C
x
H

y
và a là số mol (x, y nguyên dương)
Phương trình phản ứng
C
x
H
y
+ (
4
4
x y+
)O
2

0
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O
a mol 0,5ay mol
Ta có: a(12x + y) = 9ay
⇒
12x + y = 9y
⇒

12x = 8y
⇒

2
3
x
y
=
Công thức đơn giản nhất: C
2
H
3

⇒
CTPT: (C
2
H
3
)
n

⇒
150 < 27n < 170
⇒
5,5 < n < 6,3
⇒
n = 6
Vậy CTPT của 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 phương pháp ghép ẩn số :
-Bước 1: Đặt số mol các chất trong hỗn hợp là ẩn số.
-Bước 2: ứng với mỗi dữ liệu của bài toán lập 1 phương trình hoá học.
Trường hợp có các dữ liệu sau:
+Số mol hỗn hợp (khối lượng hỗn hợp)
+Số mol CO
2
(hay khối lượng CO
2
) sinh ra khi hỗn hợp cháy.
+Số mol H
2
O (hay khối lượng H
2

O) sinh ra khi hỗn hợp cháy
+Số mil oxi khí (hay hỗn hợp oxi khí).


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
9
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

-Bước 3: Sau đó ghép các ẩn số lại để rút ra hệ phương trình toán học.
-Bước 4: Để xác định n, m rồi suy ra CTPT các chất hữu cơ thành phần, có thể áp
dụng tính chất bất đẳng thức.
Giả sử: n<m thì n(x+y) < n
x
+ m
y
< m(x+y)
=> n <
yx
mn
yx
+
+
< m
*Cách 2: Phương pháp công thức phân tử trung bình
-Bước 1: Đặt CT của 2 hiđrocacbon cần tìm rồi suy ra CT PTTB của chúng
VD: A: C
n
H
2n+2
B: C

m
H
2m+2

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

m
: a
mol
C
n’
H
m’
: b
mol
CTTB:
yx
HC
: C
mol
C = a +b
Trong đó :
x
=
y
CO
n
n
Σ
Σ
2
=
ba
bnna
+
+ '

với 1 ≤ n ≤
n
≤ n’

y
=
y
n
oH
Σ
Σ
2
2
=
ba
mm
ba
+
+ '
với 2 ≤ m ≤
m
≤ m’
Xác định
n
,
m
và Σ => CTPT và các đại lượng cần thiết.
3. Hai hiđrocacbon thuộc dãy đồng đẳng khác nhau đã biết.
VD: xét hỗn hợp x gồm 1 an kan C
n

H
2n+2
: x
mol
Và 1 an kan C
m
H
2m
: y
mol


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
10
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

-Lập hệ thức liên hệ giữa n và m (đa số trường hợp có thể đi từ biểu thức tính số
mol CO
2
)
-Dựa vào điều kiện của n và m biện luận suy ra giá trị n và m.
4. Hỗn hợp hiđrocacbon bất kỳ không biết đồng đẳng hay không.
-Đặt CTTB:
yx
HC
-Viết PTPƯ
-Tìm giá trị:
x
,
y

biện luận tìm ra hiđrô cacbon.
VD 1: (Đề thi HSG Phú Thọ năm 2004 - 2005)
a. Đốt cháy 6,72 lít hỗn hợp X (đktc) gồm 2 hiđrocacbon A, B thu được 8,96 lít CO
2

(đktc) và 9 gam nước. Xác định CTPT của A, B và tính thành phần % khối lượng
của các chất trong hỗn hợp.
b. Hai hiđrocacbon X và Y có CTPT là C
m
H
4
và C
n
H
4
, cho n + m = 5 và n < m. Hãy
xác định CTPT và viết CTCT của X, Y.
Hướng dẫn
a.
2
2
0,3 ; 0,4 ; 0,5
hh
mol mol mol
CO O
H
n n n
= = =
Công thức chung của 2 hiđrocacbon là: C
x

H
y
trong đó x, y là số nguyên tử C, H trung
bình của A và B
C
x
H
y
+ (
4
4
x y+
)O
2

0
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O
Theo bài ra ta có:
2
CO
n

là: 0,3x = 0,4
⇒
x = 1,33

2
O
H
n
là: 0,15y = 0,5
⇒
y = 3,33
Trong 2 hiđrocacbon phải có CH
4
vì có số nguyên tử C < số nguyên tử C trung bình.
Như vậy B phải có số nguyên tử C > 1,33 và có số nguyên tử H nhỏ hơn 3,33 nên chỉ
có C
2
H
2
là thoả mãn đk bài cho
- Thành phần % khối lượng của các chất trong hỗn hợp:
+ Tính được
2
4 2
0,2 ; 0,1mol mol
CH C
H
n n
= =
+ Khối lượng của hỗn hợp: 0,2 .16 + 0,1 . 26 = 5,8 gam

4
2
2
3,2
.100 55,17%
5,8
44,83%
%
%
CH
C
H
m
m
= =
=
4. X có n = 1 (CH
4
)
⇒
Y có m = 4 (C
4
H
4
)
X
’
có n = 2 (C
2
H

4
)
⇒
Y có m = 3 (C
3
H
4
)
VD 2: (Đề thi HSG Vĩnh Phúc năm 05 - 06 )
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


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
11
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

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
2
O
2 2
9
9 0,5
18
gam mol
O O
H H
m n
⇒ = ⇒ = =
Bình CaO:
2 2
13,2
13,2 0,3
44
mol
CO CO
m n
= ⇒ = =
2
CO
n

2
2
0,3
0,5
CO
O
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
2
+ (n + 1)H
2
O
x mol nx (n+1)x
C
m
H
2m + 2
+ (
3 1
2
m +
)O
2

0
t
→
mCO
2
+ (m + 1)H
2

O
y mol my (m+1)y
2
2
,3( )
( 1) ( 1) 0,5( )
nx my o a
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
hiđrocacbon có cùng số nguyên tử cacbon trong phân tử thu được 3,52 gam CO
2
và 1,62
gam H
2
O. Xác định CTPT và viết CTCT.
Hướng dẫn
2
2
2
2
3,52
0,08
44
1,62
0,09
18
0,09
1,125 1
0,08
mol
CO
mol

O
H
O
H
CO
n
n
n
n
= =
= =
⇒ = = >
⇒
hỗn hợp ban đầu có ít nhất 1 ankan


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
12
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

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

0
t
→
nCO
2
+ (n + 1)H
2
O
b mol nb (n+1)b
C
n
H
2a
+ (
2
2
n a+
)O

2

0
t
→
nCO
2
+ aH
2
O
b mol nb ba
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
Vậy CTPT của ankan: C
4
H
10
( có 2 CTCT)
và C
4
H
4
(có 4 CTCT)
LUYỆN TẬP 2
Bài 1: (Đề thi HSG Phú Thọ năm 2006 - 2007 )
Đốt cháy hoàn toàn 4,8 gam hỗn hợp A gồm H
2
và một hiđrocacbon X mạch hở, trong
phân tử chỉ chứa 1 liên kết 3. Dẫn toàn bộ sản phẩm vào bình đựng
2000 ml dung dịch Ca(OH)
2
0,1M. kết thúc thí nghiệm thấy trong bình có 10 gam kết

tủa. Mặt khác 4,8 gam A phản ứng vừa đủ với 200 ml dd Br
2
1M. Xác định CTPT và
CTCT của X và tính tỉ khối của A so với mêtan.
Hướng dẫn
Gọi CTPT của X là: C
x
H
y
(x
≥
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
t
→
xCO
2
+
2
y
H
2
O (2)
a ax
2H
2
+ O
2
→ 2H
2
O (3)
CO

2
+ Ca(OH)
2
→ CaCO
3
+ H
2
O (4)
2CO
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


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
13

Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

⇒
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
4
CTCT: CH ≡ C - CH
3
Tính tỉ khối của A đối với metan
4 2 2
3
4
4( ) 0,8( ) 0,4
0,6
A
g g mol
C
H H H
CH
m m n

d
= ⇒ = ⇒ =
=
Bài 2: (300 bài tập hoá hữu cơ )
Đốt cháy một số mol như nhau 3 hiđrocacbon K, L, M thì thu được lượng CO
2
như
nhau và tỉ lệ số mol H
2
O và CO
2
đối với K, L, M tương ứng bằng 0,5; 1 và 1,5. Xác
định công thức của K, L, M.
Hướng dẫn:
Đặt CTTQ của hiđrocacbon là: C
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
⇒
nếu x như nhau
nx như nhau thì n cũng như nhau, nghĩa à cả 3 hiđrocacbon K, L, M đều có cùng số
nguyên tử C.
Theo phản ứng ta có tỉ lệ số mol H
2
O:
2
2
1n k
OH
n
CO
n
n
+ −

=
Nếu:
-
1
1,5
n k
n
+ −
=
với n = 2
⇒
k = 0
⇒
K: C
2
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
2
Bài 3: (300 bài tập hoá hữu cơ )
Đốt cháy 8,8 gam một hỗn hợp 2 ankan ở thể khí thấy sinh ra 13,44 lít khí CO
2
(ở đktc).
1. Tính tổng số mol 2 ankan.
2. Tính thể tích của O
2
(ở đktc) cần để đốt cháy
1
2
hỗn hợp trên.
3. Tìm CTPT của 2 ankan, biết thể tích của 2 ankan trong hỗn hợp bằng nhau.

Hướng dẫn:

1. Đặt CTPT của 2 ankan là:


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
14
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

C
n
H
2n+2
(x mol) và C
m
H
2m+2
(y mol)
C
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
m +
)O
2

0
t
→
mCO
2
+ (m + 1)H
2
O
y mol (

3 1
2
m +
)y my
m
hỗn hợp
= (14n + 2)x + (14m + 2)y = 8,8
⇒
14(nx + my) + 2(x + y) = 8,8
Mà nx + my =
2
13,44
0,6
22,4
CO
n
= =
⇒
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⇒
đốt cháy
1
2
hỗn hợp 2 ankan trên là: 0,5 mol
2
O
V⇒
= 11,2 lít
3. Từ nx + my = 0,6 và x + y = 0,2
Mà thể tích của 2 ankan bằng nhau nên n
ankan
bằng nhau
⇒

x = y = 0,1 mol
⇒
0,1n + 0,1m = 0,6
⇒
n + m = 0,6
n ≥ 1 và m ≤ 4
Vậy n = 2 và m = 4
Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 8 gam hỗn hợp 2 ankin ở điều kiện thường thu được 26,4
gam CO
2
1. Tìm CTPT của 2 ankin.
2. Cho 8 gam hỗn hợp trên tác dụng với dd AgNO
3
trong NH
3
, sau một thời gian
lượng kết tủa đã vượt quá 25 gam. Tìm CTCT của 2 ankin

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
−
 
−
+ → + +
 ÷
 


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
15
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

a mol
( )na mol
Ta có
(14 2) 8
26,4
0,6
4
a n

an
− =
= =

⇒

0,2
3
a
n
=
=
Gọi m, n là số mol của cacbon của mỗi ankin
n <
n
< m ≤ 4
⇒
n < 3 < m = 4
⇒
n = 2 và m = 4
CTPT 2 ankin: C
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
2
↓ + 2NH
4
NO
3
0,1 0,1
⇒

2

2
0,1.240 24( )g
Ag
C
m
= =
Theo bài ra có 25 gam kết tủa chứng tỏ C
4
H
6
cũng phản ứng với AgNO
3
/NH
3

tức là ank -1-in
Vậy CTCT: CH ≡ CH và CH ≡ C − CH
3
C. BÀI TẬP TỰ GIẢI
Bài 1: Xác định CTPT và thành phần % theo thể tích của hỗn hợp 2
hiđrocacbon A, B. Biết khi đốt cháy hoàn toàn 6,72 lít hỗn hợp (đktc) 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.
Đáp số: a. A, B thuộc ankan
b. CH
4
và C
3
H
8
hoặc CH
4

và C
4
H
10
hoặc C
2
H
6
và C
3
H
8
hoặc C
2
H
6
và C
4
H
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.


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
16
Bài giảng BD đội tuyển HSG Huyện - Vùng Bắc Năm học: 2012 – 2013

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
dư. Tính độ tăng khối lượng của bình.
Đáp số:
9,3m gam=V
Bài 5: Một hh A gồm 2 hiđrocacbon có công thức là C

n
H
x
và C
n
H
y
mạch hở. Tỉ
khối hơi của hh so với nitơ là 1,5. Khi đốt cháy hoàn toàn hh A thì thu được
10,8 gam nước.
a. Xác định CTPT và viết CTCT của các hiđrocacbon
b. Tính thành phần % theo khối lượng của các hiđrocacbon trong 8,4 g hỗn hợp
A.
Đáp số: C
3
H
8
và C
3
H
4
Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp M gồm 1 ankan X và ankin Y thu dược
số mol CO
2
bằng số mol H
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
2
SO
4
đặc
thu được hỗn hợp Z có tỉ khối đối với H
2

bằng 19. Xác định CTPT của X.
Đáp số: C
4
H
8
Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn hiđrocacbon A thì tông thể tích các chất tham gia
phản ứng bằng tổng thể tích các sản phẩm tạo thành. Tìm công thức phân tử của
A.
Đáp số: C
2
H
4


Biên soạn: Nguyễn Thanh Hải – THCS Quảng Đông
17