Phương pháp giải Bài tập phản ứng đốt cháy este hay, chi tiết - Hoá học lớp 12

Phương pháp giải Bài tập phản ứng đốt cháy este hay, chi tiết

Với Phương pháp giải Bài tập phản ứng đốt cháy este hay, chi tiết Hoá học lớp 12 gồm đầy đủ phương pháp giải, ví dụ minh họa và bài tập trắc nghiệm có lời giải chi tiết sẽ giúp học sinh ôn tập, biết cách làm dạng bài tập phản ứng đốt cháy este từ đó đạt điểm cao trong bài thi môn Hoá học lớp 12.

A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

    CTTQ este: C_nH_2n+2-2k-2xO_2x

    PT tổng quát

    TH este no, đơn chức

    ⇒ n_H2O = n_CO2 ; n_este = 1,5n_CO2 - n_O2

    ⇒ Số nguyên tử C là

    Trường hợp đốt cháy một hỗn hợp nhiều este thuộc cùng dãy đồng đẳng thì ta cũng kết luận tương tự như trên.

    n_{hỗn hợp} = 1,5n_CO2 - n_O2

    ở đây: ,với n_min < n– < n_max

    khác với axit cacboxylic giá trị n– trong este luôn lớn hơn 2.

Ví dụ minh họa

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam este X đơn chức thu được 6,72 lít khí CO₂ (đktc) và 5,4 gam nước. Xác định công thức phân tử của X.

Hướng dẫn:

    Ta có: n_CO2 = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) và n_H2O = 5,4/18 = 0,3 (mol)

    Vì khi đốt cháy X thu được nH₂O = nCO₂ nên X là este no đơn chức

    Gọi công thức của este no, đơn chức là: C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

    Theo đề bài, ta có: M_X = (0,3/n).(14n + 32) = 7,4 ⇒ n = 3

    Vậy công thức phân tử của X là: C₃H₆O₂.

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 1,76 gam một este X thu được 3,52 gam CO₂ và 1,44 gam H₂O. Xác định công thức phân tử của X?

Hướng dẫn:

    Ta có: n_CO2 = 3,52/44 = 0,08 (mol); n_H2O = 1,44/18 = 0,08(mol)

    Do n_CO2 = n_H2O ⇒ X có độ bất bão hòa của phân tử ∆ = 1

    X là este no, đơn chức ⇒ X dạng C_nH_2nO₂

    Vậy công thức phân tử của X là: C₄H₈O₂

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 4,2 gam một este E thu được 6,16 gam CO₂ và 2,52 gam H₂O. Xác định công thức phân tử , công thức cấu tạo , gọi tên E.

Hướng dẫn:

    Ta có; n_CO2 = 6,16/44 = 0,14(mol); n_H2O = 2,52/18 = 0,14 (mol)

    Do n_CO2 = n_H2O ⇒ ∆ = 1 ⇒ E là este no,đơn chức dạng: C_nH_2nO₂

    n = 2 ⇒ C₂H₄O₂ ⇒ CTPT của E là HCOOCH₃ (metyl fomiat)

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este, cho sản phẩm phản ứng cháy qua bình đựng P₂O₅ dư, khối lượng bình tăng thêm 6,21 gam, sau đó cho qua tiếp dung dịch Ca(OH)₂ dư, thu được 34,5 gam kết tủa. Các este nói trên thuộc loại gì (đơn chức hay đa chức, no hay không no)?

Hướng dẫn:

    Khối lượng tăng lên của bình P₂O₅ là khối lượng H₂ O

    P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄

    Có kết tủa tạo thành là do CO₂ hấp thụ

    CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

    Ta có: n_CaCO3 = 34,5/100 = 0,345 (mol)

    n_H2O = 6,21/18 = 0,345 (mol); n_CO2 = n_CaCO3 = 0,345 (mol)

    Số mol H₂O = số mol của CO₂ ⇒ ∆ = 1

    Do đó, hai este đều no, đơn chức

Bài 5: Đốt cháy hoàn toàn 3,7 gam một este đơn chức X thu được 3,36 lít khí CO₂ (đktc) và 2,7 gam nước. Tìm công thức phân tử của X.

Hướng dẫn:

    ta có: n_CO2 = 3,36/22,4 = 0,15 (mol) và n_H2O = 2,7/18 = 0,15 (mol)

    Vì n_CO2 = n_H2O ⇒ este no,đơn chức

    Gọi công thức este no, đơn chức là: C_nH_2nO₂ (n ≥ 2)

    Theo đề bài, ta có phương trình:

    m_X = (0,15/n).(14n + 32) = 3,7 ⇒ 2,1n + 4,8 = 3,7n ⇒ n = 3

    Vậy công thức phân tử của X là: C₃H₆O₂

B. Bài tập trắc nghiệm

Bài 1: Hỗn hợp X gồm 2 este no, đơn chức, mạch hở. đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí oxi (đktc), thu được 6,38 gam CO₂. Mặt khác, X tác dụng với dung dịch NaOH , thu được một muối và hai ancol là đồng đẳng kế tiếp. Công thức phân tử của hai este trong X là :

    A. C₂H₄O₂ và C₅H₁₀O₂         B. C₂H₄O₂ và C₃H₆O₂

    C. C₃H₄O₂ và C₄H₆O₂         D. C₃H₆O₂ và C₄H₈O₂

Lời giải:

Đáp án: B

    Khi thủy phân X bời dung dịch NaOH, thu được muối và hai ancol là đồng đẳng liên tiếp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở đồng đẳng kế tiếp.

Bài 2: Đốt cháy hoàn toàn 10 ml một este cần dùng hết 45 ml O₂, thu được V_CO2: V_H2O = 4: 3. Ngưng tụ sản phẩm cháy thấy thể tích giảm 30 ml. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Công thức của este đó là :

    A. C₈H₆O₄.         B. C₄H₆O₂.         C. C₄H₈O₂         D. C₄H₆O₄.

Lời giải:

Đáp án: B

    Đối với các chất khi và hơi, tỉ lệ về thể tích bằng tỉ lệ về số mol nên có thể áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố theo thể tích của các chất.

    Theo giả thiết suy ra: V_H2O = 30 ml ; V_CO2 = 40 ml

    Sơ đồ phản ứng:

    C_xH_yO_z + O₂ → CO₂ + H₂O

    Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho các nguyên tố C, H, O ta có :

    Vậy este có công thức là C₄H₆O₂.

Bài 3: Đốt cháy hoàn toàn 2,28 gam X cần 3,36 lít oxi (đktc) thu hỗn hợp CO₂ và H₂O có tỉ lệ thể tích tương ứng 6: 5. Nếu đun X trong dung dịch H₂SO₄ loãng thu được axit Y có d_Y/H2 và ancol đơn chức Z. Công thức của X là :

    A. C₂H₅COOC₂H₅.         B. CH₃COOCH₃.

    C. C₂H₃COOC₂H₅.         D. C₂H₃COOC₃H₇.

Lời giải:

Đáp án: D

    Vì V_CO2: V_H2O = n_CO2: n_H2O = 6: 5 ⇒ n_C: n_H = 6: 10 = 3: 5.

Bài 4: Đốt cháy hoàn toàn 0,11 gam một este X ( tạo nên từ một axit cacboxylic đơn chức và một ancol đơn chức) thu được 0,22 gam CO₂ và 0,09 gam H₂O. Số este đồng phân của X là:

    A. 2.         B. 5.         C. 6.         D. 4.

Lời giải:

Đáp án: D

    Số mol CO₂ bằng số H₂O bằng 0,005 nên X là este no, đơn chức C_nH_2nO₂.

    C_nH_2nO₂ → nCO₂

    Ta có hệ :

    Số este đồng phân của X là 4.

    HCOOCH₂CH₂CH₃ ; HCOOCH(CH₃)CH₃ ; CH₃COOCH₂CH₃ ; CH₃CH₂COOCH₃.

Bài 5: Hỗn hợp X gồm vinyl axetat, metyl axetat và etyl fomat. Đốt cháy hoàn toàn 3,08 gam X, thu được 2,16 gam H₂O. Phần trăm số mol của vinyl axetat trong X là :

    A. 25%.         B. 27,92%.         C. 72,08%.         D. 75%.

Lời giải:

Đáp án: A

    Hỗn hợp X gồm CH₃COOCH=CH₂; CH₃COOCH₃; HCOOC₂H₅.

    Đặt công thức chung của ba chất là

    Phần trăm về số mol của CH₃COOC₂H₃ = 25%.

Bài 6: Đốt cháy hoàn toàn 3,42 gam hỗn hợp gồm axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic, rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ (dư). Sau phản ứng thu được 18 gam kết tủa và dung dịch X. Khối lượng X so với khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu đã thay đổi như thế nào ?

    A. Tăng 2,70 gam.         B. Giảm 7,74 gam.

    C. Tăng 7,92 gam.         D. Giảm 7,38 gam.

Lời giải:

Đáp án: D

    Các chất đề cho đều có dạng C_nH_2n-2O₂. Đặt công thức phân tử trug bình của các chất là

    Sơ đồ phản ứng :

    Vậy dung dịch sau phản ứng giảm so với dung dịch X là:

    m_CaCO3 - (m_CO2 + m_H2O) = 7,38 gam.

Bài 7: Đốt cháy 6 gam este E thu được 4,48 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Biết E có phản ứng tráng gương với dung dịch AgNO₃/NH₃. Công thức cấu tạo của E là:

    A. CH₃COOCH₂CH₂CH₃.         B. HCOOCH₂CH₂CH₃.

    C. HCOOC₂H₅.         D. HCOOCH₃.

Lời giải:

Đáp án: D

    Đốt cháy E thu được mol nên E là este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử là C_nH_2nO₂.

    Sơ đồ phản ứng:

    E là C₂H₄O₂(HCOOCH₃).

Bài 8: Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X chỉ chứa nhóm chức este ta thu được 4.48 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. CTPT của este X có thể là:

    A. C₆H₈O₂

    B. C₄H₈O₄

    C. C₂H₄O₂

    D. C₃H₆O₂

Lời giải:

Đáp án: C

    Ta có: n_CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 (mol); n_H2O = 3,6/18 = 0,2 (mol)

    0,1 mol este khi chát tạo ra 0,2 mol CO₂ và 0,2 mol H₂O nên este là C₂H₄O₂.