ĐỂ GIẢI NHANH bài tập đốt CHÁY CHẤT hữu cơ

HOAHOC.edu.vn

Biờn son : Thy giỏo Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th T : 01689186513

S DNG PHNG PHP BO TON ELECTRON
GII NHANH BI TP T CHY HP CHT HU C
1. C s ca phng phỏp
Trong phn ng t chỏy hp cht hu c,
tng s mol electron hp cht hu c nhng
bng tng s mol electron oxi nhn.
2. Tớnh nhanh s mol electron nhng,
nhn trong phn ng t chỏy hp cht hu
c
Trong hp cht, tng s oxi húa ca cỏc
nguyờn t bng 0. Suy ra : Trong phõn t hp
cht hu c cú th coi s oxi húa ca tng
nguyờn t bng 0.
S phn ng chỏy :
0

0

0

0

0

+4 2

o

+1 2

0

t
C x H y O z N t + O 2
C O 2 + H 2 O+ N 2

Suy ra : n electron O

2

n electron C H O N
x

y

z

t

nhaọ n

= 4n O

2

= (4x + y 2z)n C H

nhửụứng

x

yOz N t

3. Cỏc vớ d minh ha
Vớ d 1 : t chỏy hn hp X gm 0,1 mol
CH4, 0,15 mol C2H2, 0,2 mol C2H4 v 0,25 mol
HCHO cn V lớt O2 ( ktc). Giỏ tr ca V l :
A. 63,84 lớt.
B. 34,72 lớt.
C. 31,92 lớt.
D. 44,8 lớt.
( thi th i hc ln 2 THPT H Hũa Phỳ
Th, nm hc 2013 2014)
Hng dn :
Cỏch 1 : Tớnh toỏn theo phng trỡnh phn
ng:
o

t
CH 4 + 2O2
CO 2 + 2H 2O

o

t
HCHO + O2
CO2 + H 2 O

mol : 0,25 0,25

T cỏc phn ng v gi thit, ta cú :
n O = 1,425 mol, VO
2

(ủktc)

= 31,92 lớt

Cỏch 2 : S dng bo ton electron
Theo bo ton electron, ta cú :
4 n O = 8 n CH + 10 n C H + 12 n C H + 4 n HCHO
2 2
2 4
123
{2
{4
{
{
?

0,1

0,15

2

0,25

0,2

n O = 1,425 mol, VO

2

(ủktc)

= 31,92 lớt

Vớ d 2: Crackinh m gam butan, thu c
hn hp khớ X (gm 5 hirocacbon). Cho ton
b X qua bỡnh ng dung dch nc brom d,
thy khi lng bỡnh brom tng 5,32 gam v cũn
li 4,48 lớt (ktc) hn hp khớ Y khụng b hp
th, t khi hi ca Y so vi metan bng 1,9625.
t chỏy hon ton m gam hn hp X trờn
cn dựng V lớt khớ O2 (ktc). Giỏ tr ca V l :
A. 29,12 lớt.
B. 17,92 lớt.
C. 13,36 lớt.
D. 26,88 lớt.
( thi th i hc ln 2 THPT inh Chng
Dng Thanh Húa, nm hc 2013 2014)
Hng dn : S phn ng :
C3H 6Br2


C2 H 4 Br2

CH 4 , C3H 6

Br2
C 2 H 6 , C 2 H 4
C4 H10
C H dử
4 10
14
42443
crackinh

X

mol : 0,1 0,2

CH 4


C 2 H 6
C H
10
1
4424
3

to

C2 H 2 + 2,5O 2 2CO2 + H 2 O
mol : 0,15 0,375

Y, 0,2 mol

o

t
C2 H 4 + 3O2
2CO2 + 2H 2 O

2

Theo gi thit v bo ton khi lng, ta cú :

mol : 0,2 0,6

Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca k li bing

1


 m C H = m X = m bình Br taêng + m Y = 11,6
2
{
1424
3
 4 10 bñ
0,2.1,9625.16

5,32

11,6

n
 C4 H10 bñ = 58 = 0,2
Đốt cháy X cũng chính là đốt cháy C4H10 ban
đầu.
Áp dụng bảo toàn electron trong phản ứng
đốt cháy C4H10, ta có : 4 n O = 26 n C H
4 10
{2
{
?

0,2

⇒ n O = 1,3 mol ⇒ VO = 29,12 lít.
2

2

Ví dụ 3: Hỗn hợp khí X gồm O2 và O3, tỉ
khối của X so với H2 là 17,6. Hỗn hợp khí Y
gồm C2H4 và CH4, tỉ khối của Y so với H2 là 11.
Thể tích hỗn hợp khí X (đktc) tối thiểu cần dùng
để đốt cháy hoàn toàn 0,044 mol hỗn hợp khí Y
là :
A. 3,36 lít.
B. 2,24 lít.
C. 1,12 lít.
D. 4,48 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – Trường THPT
Chuyên – Đại học Vinh, năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn :
Nhận thấy : M(CH4 , C2 H4 ) =

16 + 28
= 22
2

0,044
= 0,022.
2
Quy đổi O2 và O3 thành O. Theo bảo toàn
electron và bảo toàn khối lượng, ta có :
 2 n O = 8n CH + 12 n C H
2 4
{4
{
 {
?
0,022
0,022

m
= mO
 (O2 , O3 )
n O = 0,22
⇒
m (O2 , O3 ) = m O = 0,22.16 = 3,52

3,52
= 0,1

n(O2 , O3 ) =
17,6.2
⇒
V
= 0,1.22,4 = 2,24 lít
 (O2 , O3 )
Ví dụ 4: Cho hỗn hợp chất rắn gồm CaC2,
Al4C3, Ca vào nước, thu được hỗn hợp X gồm 3
khí, trong đó có hai khí có cùng số mol. Lấy
⇒ nCH = nC H =
4

2

2

4

8,96 lít hỗn hợp X (đktc) chia làm 2 phần bằng
nhau. Phần 1 cho vào dung dịch AgNO3 (dư)
trong NH3, sau phản ứng hoàn toàn thấy tách ra
24 gam kết tủa. Phần 2 cho qua Ni, đun nóng thu
được hỗn hợp khí Y. Thể tích O2 vừa đủ (đktc)
cần dùng để đốt cháy hoàn toàn Y là:
A. 5,6 lít.
B. 8,4 lít.
C. 8,96 lít.
D. 16,8 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên
Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn : Theo giả thiết, bảo toàn nguyên
tố C và bảo toàn electron, ta có :

8,96
= 0,2
n (C H , CH , H ) trong 1 X =
22,4.2
 2 2 4 2
2

24

 n C2 Ag2 = 240 = 0,1
 n C H = n C Ag = 0,1
2
2
⇒ 2 2
 n CH 4 = n H2 = 0,05
 4 n O = 10 n C H + 8 n CH + 2 n H
2 2
{
{4
{2
 {2
⇒ ?
0,1
0,05
0,05
 n = 0,375; V
8,4

lít
=
O 2 (ñktc)
 O2

Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm vinylaxetilen và
hiđro có tỉ khối hơi so với H2 là 16. Đun nóng
hỗn hợp X một thời gian thu được 1,792 lít hỗn
hợp khí Y (ở đktc). Hỗn hợp khí Y phản ứng vừa
đủ với dung dịch chứa 25,6 gam Br2. Thể tích
không khí (chứa 20% O2 và 80% N2 về thể tích,
ở đktc) cần dùng để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp
Y là
A. 35,840.
B. 38,080.
C. 7,616.
D. 7,168.
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Cẩm Lý – Bắc
Giang, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn : Sử dụng sơ đồ đường chéo, ta
có :
nC H
4

nH

2

4

ban ñaàu

ban ñaàu

=

32 − 2 3 3x
= =
52 − 32 2 2x

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng

HOAHOC.edu.vn

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513


Biờn son : Thy giỏo Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th T : 01689186513

3 n C H = n Br phaỷn ửựng + n H phaỷn ửựng
4 4
2
2
14
243 14
243
{
3x
0,16
a

1,792
n Y = 3x
a) =
= 0,08
{ + (2x
1
424
3 22,4

nC H
n H dử
4 y

2
9x = 0,16 + a x = 0,02


5x a = 0,08 a = 0,02

t chỏy hn hp Y cng chớnh l t chỏy
hn hp X. Theo bo ton electron, ta cú :
4 n O = 20 n C H + 2 n H n O = 0,32
4 4
2
{2
{
{2
?

Vkhoõng khớ

0,02.3

0,02.2

= 0,32.5.22,4 = 35,84 lớt
(ủktc)

Vớ d 6: Hn hp X gm HCHO,
CH3COOH, HCOOCH3 v CH3CH(OH)COOH.
t chỏy hon ton X cn V lớt O2 (ktc), hp
th ht sn phm chỏy vo mt lng d nc
vụi trong thu c 50 gam kt ta. Giỏ tr ca V
l :
A. 7,84.
B. 8,40.
C. 11,2.
D. 16,8.
( thi th i hc ln 2 THPT Cm Khờ
Phỳ Th, nm hc 2013 2014)
Hng dn : D thy cỏc cht trong X u cú
cụng thc phõn t l CxH2xOx.
Trong phn ng t chỏy, theo bo ton
nguyờn t C v bo ton electron, ta cú :

50
= 0,5
x.n Cx H2 x Ox = n CO2 = n CaCO3 =

100

4 x.n
= 4 nO
14C24
x H2 x Ox
{2
3

?
0,5
n O = 0,5
2
VO2 (ủktc) = 0,5.22,4 = 11,2 lớt
Vớ d 7: t chỏy hon ton hn hp X gm
2 ancol (a chc, cựng dóy ng ng) cn va
V lớt khớ O2 (ktc). Sau phn ng thu c

0,25a mol CO2 v 6,3a gam H2O. Biu thc tớnh
V theo a l
A. V= 7,28a.
B. V=14,56a.
C. V= 4,48a.
D. V= 8,96a.
( thi th i hc ln 1 THPT Tnh Gia 2
Thanh Húa, nm hc 2013 2014)
Hng dn : Theo gi thit, ta cú :

nH O =
2

6,3a
= 0,35a > nCO = 0,25a
2
18

X gom 2 ancol no

n CO

2
= 2,5
C X = n

n
H
O
CO

2
2
X gom 2 ancol no, 2 chửực

n O trong X = 2.(0,35a 0,25a) = 0,2a
1442443

nX

Theo bo ton nguyờn t C, H v bo ton
electron, ta cú :

n C = n CO = 0,25a; n H = 2n H O = 0,7a
2
2

4 n + n = 4 n + 2 n
C
H
O2
O trong X
{
{
1
4
24
3
{
0,25a 0,7a
V
0,2a

22,4
V = 7,28a

Vớ d 8: Oxi hoỏ hon ton m gam hn hp
X gm hai anehit no, n chc, mch h, k
tip nhau trong dóy ng ng, thu c (m + 8)
gam hn hp Y gm hai axit. em t chỏy ht
hn hp Y cn va 12,32 lớt O2 ( ktc). Giỏ
tr m l
A. 15,47.

B. 17,81.
C. 15,48.
D. 17,80.
( thi th i hc ln 2 THPT Vit Yờn 1,
nm hc 2013 2014)
Hng dn : t cụng thc ca hai anehit
trong X l Cn H2n O.
Theo s tng khi lng trong phn ng oxi
húa X v bo ton electron trong phn ng ca X
vi O2, ta cú :

Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca k li bing

3

HOAHOC.edu.vn

Gi a l s mol H2 phn ng. Theo s bo
ton s liờn kt , bo ton C v s tng gim
s mol khớ, ta cú :


Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513


8
= 0,5
 n Cn H 2 n O = n Cn H 2 n O 2 =
16



O2
(6n − 2)n Cn H2 nO = 4 n{
123

0,55
0,5


Suy ra :

3,2
n =
3

14.3,2
m
= 0,5.(
+ 16) = 15,47 gam
 Cn H2 n O
3
Ví dụ 9: Trung hòa 3,88 gam hỗn hợp X gồm
2 axit cacboxylic no, đơn chức, mạch hở bằng
một lượng vừa đủ NaOH, sau đó cô cạn dung
dịch thì thu được 5,2 gam muối khan. Nếu đốt
cháy hết 3,88 gam X thì thể tích oxi (đktc) cần
dùng là
A. 4,48 lít.
B. 2,24 lít.
C. 3,36 lít.

D. 1,12 lít.
(Đề thi thử Đại học lần 2 – THPT Cẩm Khê –
Phú Thọ, năm học 2013 – 2014)
Hướng dẫn : Theo sự tăng giảm khối lượng,
giả thiết và bảo toàn electron trong phản ứng đốt
cháy X, ta có :


5,2 − 3,88
= 0,06
n CnH2 nO2 = n Cn H2 n−1O2Na =
22

3,88
M
= (14n + 32) =
 CnH2 nO2
0,06

7
n =
3

⇒
= (4n + 2n − 2.2)n C H O
O2
4 n{
2n 2
1
4n24

3
 ?
0,06

⇒ n O = 0,15, VO (ñktc) = 3,36 lít
2

2

Ví dụ 10: Cho 7,45 gam hỗn hợp X gồm các
axit hữu cơ (phân tử chỉ chứa một loại nhóm
chức) tác dụng hết với dung dịch NaHCO3 dư,
thấy giải phóng 3,36 lít khí CO2 (đktc). Mặt
khác, đốt cháy hoàn toàn 7,45 gam hỗn hợp X
cần dùng vừa hết 2,52 lít O2 (đktc), thu được sản
phẩm gồm CO2 và hơi nước. Dẫn toàn bộ sản
phẩm cháy vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M,

4

sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy khối
lượng dung dịch Ba(OH)2
A. giảm 8,65 gam.
B. giảm 19,7 gam.
C. tăng 11,05 gam. D. giảm 18,5 gam.
(Đề thi chọn học sinh giỏi tỉnh Nam Định, năm
học 2012 – 2013)
Hướng dẫn : Dựa vào bản chất phản ứng của
X với NaHCO3, bảo toàn nguyên tố O; bảo toàn
electron trong phản ứng đốt cháy X, ta có :

n −COOH = n NaHCO = n CO = 0,15
3
2

n O/axit = 2n − COOH = 0,3
12n C + n H + 16 n O/axit = 7,45
{

0,3

⇒
+ 4 nO
O/axit
4n C + n H = 2 n
{
{2

0,3
0,1125
n CO = 0,2
n = 0,2
⇒ C
⇒ 2
n H = 0,25 n H2 O = 0,125

Vì n CO = 0,2, n Ba(OH) = 0,15
2

2


n
= 2n Ba(OH) − n CO = 0,1
2
2
 BaCO3
⇒ m dd Ba(OH) giaûm = m BaCO − m CO − m H O
2
2
124
33 {2 {

0,2.44
0,125.18
0,1.197

= 8,65 gam

Ví dụ 11: Hỗn hợp X gồm 2 amino axit no
(chỉ có nhóm chức –COOH và –NH2 trong
phân tử), trong đó tỉ lệ mO : mN = 80 : 21. Để
tác dụng vừa đủ với 3,83 gam hỗn hợp X cần
30 ml dung dịch HCl 1M. Mặt khác, đốt cháy
hoàn toàn 3,83 gam hỗn hợp X cần 3,192 lít O2
(đktc). Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy (CO2, H2O
và N2) vào nước vôi trong dư thì khối lượng kết
tủa thu được là
A. 20 gam.
B. 13 gam.
C. 10 gam.

D. 15 gam.
(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2012)
Hướng dẫn : Theo giả thiết, ta có :

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng


Biờn son : Thy giỏo Nguyn Minh Tun T Húa Trng THPT Chuyờn Hựng Vng Phỳ Th T : 01689186513

n N = n NH = n HCl = 0,03
2

n O = 0,1 mol
n O 80 21 5
=
: =

n N 16 14 1,5
p dng bo ton khi lng cho hn hp X,
bo ton electron trong phn ng t chỏy X v
bo ton nguyờn t C, ta cú :
12 n C + n H = m X m N m O = 1,81
{ { { {
{
?
3,83
0,03.14 0,1.16
?

+ n H = 2 n O + 4 n O = 0,77

C
4 n{
{
{
{2
?
?
0,1
0,1425
n = 0,13; n = 0,25
H
C

n CaCO = n CO = n C = 0,13
3
2

m CaCO3 = 0,13.100 = 13 gam

Vớ d 12: Thu phõn hon ton m gam mt
pentapeptit mch h M, thu c hn hp gm
hai amino axit X1, X2 (u no, mch h, phõn t
cha mt nhúm -NH2 v mt nhúm -COOH).
t chỏy ton b lng X1, X2 trờn cn dựng
va 0,255 mol O2, ch thu c N2, H2O v
0,22 mol CO2. Giỏ tr ca m l
A. 6,34.
B. 7,78.
C. 8,62.
D. 7,18.

( thi th i hc ln 1 THPT chuyờn KHTN
Hu, nm hc 2013 2014)
Hng dn : t cụng thc phõn t trung
bỡnh ca X1, X2 l Cn H 2n +1O2 N.
p dng bo ton nguyờn t C v bo ton
electron trong phn ng t chỏy X1 v X2, ta cú:
n.n
= n CO = 0,22
2
Cn H2 n+1O2 N
(6n 3)n
= 4 n O = 1,02
C H
O N

n 2 n +1 2
{2

0,255

n.nCnH2 n+1O2 N = 0,22

n = 2,2
n Cn H2 n+1O2 N = 0,1
M(5C H

O 2 N 4H 2 O)
n 2 n4
+124444
1444

3

Theo bo ton nguyờn t C, ta cú :
5n(5C H
n

O 2 N 4H 2 O)

2 n +1

n(5C H
n

O 2 N 4H 2 O)

2 n+1

m (5C H
n

= nC H

2 n+1

O2 N 4H 2 O)

n

O2N

2 n+1

= 0,1

= 0,02
= 6,34 gam

Vớ d 13: X v Y ln lt l cỏc tripeptit v
hexapeptit c to thnh t cựng mt amoni
axit no mch h, cú mt nhúm COOH v mt
nhúm NH2. t chỏy hon ton 0,1 mol X bng
O2 va , thu c sn phm gm CO2, H2O v
N2, cú tng khi lng l 40,5 gam. Nu cho
0,15 mol Y tỏc dng hon ton vi NaOH (ly
d 20%), sau phn ng cụ cn dung dch thu
c bao nhiờu gam cht rn ?
A. 9,99 gam.
B. 87,3 gam.
C. 94,5 gam.
D. 107,1 gam.
( thi th i hc ln 1 THPT Hng Lnh,
nm hc 2013 2014)
Hng dn : Theo gi thit, suy ra :
X laứ (3Cn H 2n +1O2 N 2H2 O) (M = 42n + 105)

Y laứ (6Cn H 2n +1O2 N 5H 2 O) (M = 84n + 192)

Theo gi thit v bo ton electron v bo
ton khi lng, ta cú :
4n O = (18n 9)n X = (18n 9).0,1

2

mX
mO
+
= m (CO , H O, N )
2
2
{
{2
14
42244
3
0,1.(42n
+105)
0,025.(18n

9).32
40,5

n = 2

M Y = 84n + 192 = 360
Trong phn ng ca Y vi NaOH, theo bn
cht phn ng v bo ton khi lng, ta cú :
Y
muoỏi + H 2 O
{ + 6NaOH
1
424

3
{
0,15 mol
0,9
mol
0,15 mol


+ m NaOH = m chaỏt raộn + m H O
m
Y
2
{
123
424
3 {
0,15.360 (0,9 + 0,9.20%)40 1
0,15.18
?
m chaỏt raộn = 94,5 gam

= 317

pentapeptit M

Trờn bc ng thnh cụng khụng cú du chõn ca k li bing

5

Biên soạn : Thầy giáo Nguyễn Minh Tuấn – Tổ Hóa – Trường THPT Chuyên Hùng Vương – Phú Thọ – ĐT : 01689186513

6

Trên bước đường thành công không có dấu chân của kẻ lười biếng