Bài tập về phản ứng cháy (anđehit – xeton – axit cacboxylic)

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 11 bài viết Bài tập về phản ứng cháy (anđehit – xeton – axit cacboxylic), nhằm giúp các em học tốt chương trình Hóa học 11.

Nội dung bài viết Bài tập về phản ứng cháy (anđehit – xeton – axit cacboxylic):
1. Anđehit oà xeton: Đặt công thức của anđehit hoặc xeton là CnH2n+2-2k-2xOx. Cần lưu ý rằng: Xuất phát từ công thức tổng quát của hiđrocacbon CnH2n+2-2k ta thêm vào x nguyên tử oxi (tức là phân tử có x nhóm chức CHO hoặc CO nhưng mỗi nhóm này có 1 liên kết T nên tổng số liên kết T + vòng trong phân tử là x + k nên công thức tổng quát của anđehit hoặc xeton sẽ là CnH2n+2-2k-2xOx). Nếu bài toán cho đốt cháy một anđehit hoặc xeton mà thu được nCO2 = nH2O thì đó là các anđehit hoặc xeton no, đơn chức. Nếu là hỗn hợp các anđehit hoặc xeton thuộc cùng dãy đồng đẳng. Nếu tính được n = x thì đó là HCHO hoặc HOC-CHO.
Trường hợp hỗn hợp hai anđehit mà n = x thì hai anđehit đó là HCHO và HOC-CHO. Đốt cháy hỗn hợp gồm ancol + anđehit hoặc xeton, thu được nCO2 < nH2O thì đó là ancol no, đơn chức hoặc đa chức, mạch hở. Nếu anđehit hoặc xeton đề cho no, đơn chức, mạch hở thì: ancol = nH2O – nCO2. Gọi n là số nguyên tử C trong phân tử ancol. Nếu đề cho đốt cháy hỗn hợp anđehit hoặc xeton no, đơn chức, mạch hở (CnH2nO) và ancol no, đơn chức, mạch hở (CmH2m+2O).
Ví dụ 1: Oxi hoá m gam ancol đơn chức X, thu được hỗn hợp sản phẩm M gồm anđehit Y, axit cacboxylic Z, nước và ancol dư. Đốt cháy hoàn toàn lượng M trên, thu được 12,88 lít CO2 (đktc) và 20,7 gam H2O. Công thức của X và giá trị của m lần lượt là: A. CH2=CHCH2OH và 8,70g. B. CH3CH2OH và 26,45g. C. CH3OH và 18,40g. D. CH3CH2CH2OH và 16,50g. Giải: Đáp án C.
Ví dụ 2: Hỗn hợp M gồm ancol no, đơn chức, mạch hở X và anđehit no, đơn chức, mạch hở Y. Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng vừa đủ 11,2 lít O2 (đktc), sinh ra 8,96 lít CO2 (đktc). Công thức của Y là A. CH3CHO. B. HCHO. C. C2H5CHO. D. C3H7CHO. Giải: Gọi x, y lần lượt là số mol X, Y. Khi đốt cháy X. Đáp án B.
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm: CH3CHO, C2H4 và CH2=CHOCH3 (đều có số mol bằng nhau). Cho m gam X tác dụng với lượng dư dung dịch KMnO4 loãng nguội, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 12,6 gam các chất hữu cơ. Thể tích khí H2 (đktc) tối thiểu cần dùng để hiđro hoá hoàn toàn m gam X trên là A. 3,36 lít. B. 2,24 lít. C. 4,48 lít. D. 6,72 lít.
Ví dụ 4: Hỗn hợp M gồm xeton X và anken Y. Đốt cháy hoàn toàn một lượng M cần dùng vừa đủ 12,32 lít O2 (đktc), sinh ra 8,96 lít CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Công thức cấu tạo thu gọn của X là A. CH3COCH3. B. CH3COCH2CH3. C. CH3COCH2COCH3. D. CH3CH2COCH2CH3.
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm ancol Y, axit Z và anđehit T (đều no, đơn chức, mạch hở và có cùng số mol). Đốt cháy hoàn toàn m gam X, thu được 6,72 lít CO2 (đktc) và 7,2 gam H2O. Giá trị của m là A. 10,8. B. 10,4. C. 9,2. D. 14,0.
Ví dụ 6: Cho a mol hỗn hợp X gồm HCHO, OHC-CHO và H2 đi qua ống sứ đựng bột Ni nung nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp Y gồm khí và hơi. Đốt cháy hoàn toàn Y, sinh ra 8,1 gam H2O. Giá trị của a là A. 0,30. B.0,25. C. 0,45. D. 0,50.
Ví dụ 7: Hiđro hoá hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp X gồm hai anđehit no, mạch hở cần dùng vừa đủ 4,48 lít H2 (đktc). Mặt khác, đốt cháy toàn bộ lượng X trên sinh ra 4,48 lít CO2 (đktc). Công thức của hai anđehit là A. HCHO và OHC-CHO. B. HCHO và OHC-CH2-CHO. C. CH3CHO và OHC-CH2-CHO. D. CH3CHO và C2H5CHO.
2. Axit cacboxylic: Đặt công thức tổng quát của axit cacboxylic là CnH2n+2-2k-2xO2x. Cần lưu ý rằng: Cũng như anđehit hoặc xeton, ở axit cacboxylic, xuất phát từ công thức tổng quát của hiđrocacbon CnH2n+2-2k ta thêm vào 2x nguyên tử oxi (tức là phân tử có 1 nhóm chức COOH, nhưng mỗi nhóm này có 1 liên kết T nên tổng số liên kết T + vòng trong phân tử là x + k nên công thức tổng quát của axit sẽ là CnH2n+2-2k-2xO2x).
Nếu bài toán cho đốt cháy hoàn toàn một axit cacboxylic thu được nH2O = nCO2 thì đó là axit no, đơn chức, mạch hở. Đối với các axit cacboxylic thuộc cùng dãy đồng đẳng, khi đốt cháy mà thu được nCO2 = nH2O. Ghi nhớ tính số mol axit: Trường hợp anđehit hoặc xeton no, đơn chức, mạch hở có một nguyên tử oxi thì khi tính số mol có nhân 2 của hiệu (1,5nCO2 – nO2 còn trong axit no, đơn chức, mạch hở có hai nguyên tử oxi nên số mol axit không có nhân 2 của hiệu. Để khỏi nhầm lẫn thứ tự thì bạn đọc có thể dùng giá trị tuyệt đối của hiệu.