Giao diện mới của VnDoc Pro: Dễ sử dụng hơn - chỉ tập trung vào lớp bạn quan tâm. Vui lòng chọn lớp mà bạn quan tâm: Lưu và trải nghiệm

VnDoc.com

Dạng bài tập phản ứng đốt cháy Este Có đáp án

Bài tập đốt cháy este

Dạng bài tập phản ứng đốt cháy Este được VnDoc tổng hợp biên soạn gửi tới bạn đọc là các dạng bài tập đốt cháy este. Cũng như dựa vào phản ứng đốt cháy có thể chi thành các dạng bài tập: xác định công thức hợp chất este, tính khối lượng sản phẩm sinh ra.

Hóa học 12: Dạng bài tập phản ứng đốt cháy Este

I. Phương pháp giải bài tập phản ứng đốt cháy Este
- 1. Phản ứng đốt cháy 1 este
- 2. Bài toán đốt cháy hỗn hợp các este
II. Ví dụ minh họa bài tập phản ứng đốt cháy Este
III. Bài tập bài tập phản ứng đốt cháy Este
IV. Bài tập luyện tập có đáp án
V. Câu hỏi bài tập tự luyện

I. Phương pháp giải bài tập phản ứng đốt cháy Este

1. Phản ứng đốt cháy 1 este

a. Este no, đơn chức, mạch hở:

CTTQ: C_nH_2nO₂, n ≥ 2
Phản ứng cháy:

Dạng bài tập phản ứng đốt cháy Este

b. Este không no, đơn chức, mạch hở có 1 liên kết C=C:

CTTQ: C_nH_2n-2O₂, n ≥ 4
Phản ứng cháy:

+ $n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$ > $n_{H_2O}$ $n_{H_2O}$

+ n_este= $n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$ – $n_{H_2O}$ $n_{H_2O}$

c. Este không no, đơn chức, có k liên kết C=C trong phân tử:

CTTQ: C_nH_2n-2kO₂:

d. Este không no, có từ 2 liên kết C=C trở lên trong phân tử

C_nH_2n+2-2kO_m + O₂ → $n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$ + (n+1-k)H₂O

Dạng bài tập phản ứng đốt cháy Este

e. Este bất kì:

CTTQ: C_xH_yO_z. x, y, z nguyên dương, x ≥ 2, z ≥ 2
Phản ứng cháy: C_xH_yO_z + O₂ → xCO₂ + y/2H₂O
Áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố… để giải bài toán.

2. Bài toán đốt cháy hỗn hợp các este

a. Bài toán đốt cháy 2 este đồng phân:

Các este đồng phân ⇒ có cùng CTPT, cùng KLPT.

b. Bài toán đốt cháy 2 este tạo thành từ cùng 1 axit, 2 ancol đồng đẳng hoặc cùng 1 ancol, 2 axit đồng đẳng:

Các este này sẽ có cùng dạng CTTQ ⇒ Đặt CTPT trung bình để viết phương trình phản ứng, đưa về bài toán 1 este.
Số liên kết pi trong phân tử:

c. Bài toán đốt cháy hỗn hợp nhiều este có cùng CTTQ:

Đặt CTPT trung bình
Áp dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán.

II. Ví dụ minh họa bài tập phản ứng đốt cháy Este

Ví dụ 1: Đốt cháy 6 gam este Y ta thu được 4,48 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Tìm công thức cấu tạo của Y.

Đáp án hướng dẫn giải

$n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$ = 0,2 mol

$n_{H_2O}$ $n_{H_2O}$ = 0,2 mol

⇒ $n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$= $n_{H_2O}$ $n_{H_2O}$⇒ este Y no, đơn chức, mạch hở

Đặt CTTQ của Y là C_nH_2nO₂

Ta có phương trình tổng quát

C_nH_2nO₂ + O₂ → nCO₂+ nH₂O

14n + 32 n mol

6 0,2 mol

⇒ (14n +32).0,2 = 6n

⇒ n = 2

⇒ CTPT của Y: C₂H₄O₂

⇒ CTCT của Y: HCOOCH₃

Ví dụ 2: 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.

Đáp án hướng dẫn giải

Ta có:

n_CO2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol

n_H2O = 5,4/18 = 0,3 mol

Vì khi đốt cháy X thu được n_H2O = n_CO2 nên X là este no đơn chức

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

Phương trình phản ứng: C_nH_2nO₂ + (3n - 2)/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O (1)

Theo phương trình hóa học: 0,3/n 0,3

Theo đề bài ta có:

$M_{n} = \frac{0,3}{n} . (14n+ 32) = 7,4$ $M_{n} = \frac{0,3}{n} . (14n+ 32) = 7,4$

=> n = 3

Theo đề bài, ta có: ⇒ n = 3

Vậy công thức phân tử của X là: C₃H₆O₂

Ví dụ 3: 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.

Đáp án hướng dẫn giải

Ngưng tụ sản phẩm cháy thì thể tích giảm đi 30 ml. Đây chính là thể tích của nước.

Ta có V_H2O = 30 ml suy ra V_CO2= 40 ml

Đặt công thức của este X là C_xH_yO_z

Phương trình đốt cháy:

C_xH_yO_z + (x + y/4 – z/2) O₂ → x CO₂+ y/2 H₂O

10 ml →10(x+ y/4-z/2) 10x 10.y/2 ml

Vậy V_CO2 = 10x = 40 ml

=> x = 4.

V_H2O = 10.y/2= 30

=> y = 6

V_O2 = 10.(x + y/4 - z/2) = 45 ml

=> z = 2

Vậy công thức phân tử của este X là C₄H₆O₂

III. Bài tập bài tập phản ứng đốt cháy Este

Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn 1,1 gam hợp chất hữu cơ đơn chức X, thu được 2,2 gam CO₂ và 0,9 gam H₂O. X có khả năng tham gia phản ứng với NaOH. Số đồng phân của X là:

A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

Đáp án hướng dẫn giải

Đáp án D

Ta có: $n_{CO_2}$ $n_{CO_2}$ = $n_{H_2O}$ $n_{H_2O}$ = 0,05 mol

m_X = m_O+ m_C+ m_H

⇒ n_O = = 0,025 mol

⇒ C: H: O = 0,05: 0,1: 0,025 = 2 : 4 : 1

X là hợp chất đơn chức tham gia phản ứng với NaOH

⇒ X có CTPT C₄H₈O₂ là este hoặc axit

Các đồng phân:

HCOOC₃H₇; HCOOCH(CH₃)CH₃; CH₃COOC₂H₅; C₂H₅COOCH₃; C₃H₇COOH; CH₃(CH₃)CH₂COOH.

Câu 2. 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.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

X tạo nên từ một axit cacboxylic đơn chức và một ancol đơn chức nên este X là este đơn chức mạch hở.

Mặt khác n_CO2= n_H2O= 0,005 mol

Đặt công thức este X là C_nH_2nO₂ (n≥2), có số mol là a mol

CnH_2nO₂ + (3n-2)/2 O₂ → nCO₂+ nH₂O

a → an mol

Ta có: m_X= a.(14n + 32)= 0,11 gam ; n_CO2 = an= 0,005 mol

Suy ra a= 0,00125 và n= 4.

Vậy công thức phân tử của este X là C₄H₈O₂.

Các đồng phân của X là

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

Câu 3. 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%.

Đáp án hướng dẫn giải

Vinyl axetat (C₄H₆O₂): CH₃COOCH=CH₂

Metyl axetat (C₃H₆O₂): CH₃COOCH₃

Etyl fomat (C₃H₆O₂): HCOOC₂H₅

Quy đổi hỗn hợp thành: C₄H₆O₂ và C₃H₆O₂

Ta có số mol của H₂O: nH₂O = 2,16/18 = 0,12 mol

Gọi x, y lần lượt là số mol của C₄H₆O₂ và C₃H₆O₂

Theo đề bài ta có hệ phương trình sau

$\left\{\begin{array}{l}3x\;+\;3y\;=\;n_{H_2O}=\;0,12\\74x\;+\;86y\;=\;m_{este}\;=\;3,08\end{array}\right.$ $\left\{\begin{array}{l}3x\;+\;3y\;=\;n_{H_2O}=\;0,12\\74x\;+\;86y\;=\;m_{este}\;=\;3,08\end{array}\right.$

$\%n_{C_4H_6O_2}\;=\;\frac{0,01}{\;0,01+\;0,03}⋅100=25\%$ $\%n_{C_4H_6O_2}\;=\;\frac{0,01}{\;0,01+\;0,03}⋅100=25\%$

Câu 4. 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.

Đáp án hướng dẫn giải

Công thức chung của các chất trên là C_nH_2n-2O₂

C_nH_{2n – 2}O₂+ 1,5(n-1)O₂ → nCO₂ + (n-1)H2O

n_CO2= n_{kết tủa} = 0,18 mol

Gọi x là số mol của H₂O => nO₂ phản ứng = 3x/2

Bảo toàn khối lượng ta có: m_hh+ m_O2 = m_CO2 + m_H2O

=> 3,42 + 3x/2.32 = 44.0,18 + 18x => x = 0,15 mol

m_CO2 + m_H2O = 10,62 gam < m kết tủa

=> m_{dd giảm} = 18 – 10,62 = 7,38 gam

Câu 5. 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. CH₃COOCH₂CH₂CH₃B. HCOOCH₂CH₂CH₃.

C. HCOOC₂H₅. D. HCOOCH₃.

Đáp án hướng dẫn giải

n_CO2 = 0,2 mol; n_H2O= 0,2 mol

=> n_CO2 = n_H2O=> Y là este no, đơn chức, mạch hở

Đặt CTTQ của Y là CnH_2nO₂

PT: CnH_2nO₂+ O₂ → nCO₂ + nH₂O

14n+32 (g) n (mol)

6 (g) 0,2 (mol)

=> (14n +32).0,2 = 6n => n = 2

=> CTPT của Y: C₂H₄O₂

=> CTCT của Y: HCOOCH₃

Câu 6. 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. C₆H₈O₂B. C₄H₈O₄C. C₂H₄O₂D. C₃H₆O₂

Đáp án hướng dẫn giải

Gọi CTPT Este:C_nH_2nO₂ (n≥2)

n_CO2 = 4,48/22,4 = 0,2 mol

Bảo toàn nguyên tố C: 0,2 = 0,1.n =>n = 2

=>Este: C₂H₄O₂

IV. Bài tập luyện tập có đáp án

Bài 1: Đốt cháy hoàn toàn một lượng hỗn hợp hai este X, Y, đơn chức, no, mạch hở cần 3,976 lít oxi (đktc) thu được 6,38 gam CO₂. Cho lượng este này tác dụng vừa đủ với KOH thu được hỗn hợp hai ancol kế tiếp và 3,92 gam muối của một axit hữu cơ. Công thức cấu tạo của X, Y lần lượt.

Đáp án hướng dẫn giải

Đặt công thức chung của X, Y là C_nH_2nO₂

C_nH_2nO₂+ (3n/2-1) O₂ → nCO₂+ nH₂O

Đặt n_X = a mol ; n_O2= a(1,5n-1) = 0,1775 mol; n_CO2= an = 0,145 mol

→ a = 0,04 mol và n = 3,625

Do cho lượng este này tác dụng vừa đủ với KOH thu được hỗn hợp hai ancol kế tiếp và 3,92 gam muối của một axit hữu cơ → Hai este đồng đẳng kế tiếp nhau → X và Y là C₃H₆O₂ và C₄H₈O₂

Đặt công thức chung của 2 etse là RCOOR’

RCOOR’ + KOH → RCOOK + R’OH

0,04 0,04 mol

→ M_RCOOK= 3,92/ 0,04 = 98 → M_R = 15→ R là CH₃

→ X và Y là CH₃COOCH₃ và CH₃COOC₂H₅

Đáp án C

Câu 2: Khi đốt cháy hoàn toàn este no, đơn chức thì n_CO2 = n_H2O đã phản ứng. Tên gọi của este.

Đáp án hướng dẫn giải

Gọi Công thức phân tử của este no, đơn chức là CnH_2nO₂

CnH_2nO₂ + (3n - 2)/2O₂ → nCO₂ + nH₂O

Theo đề bài ta có: (3n - 2)/2 = n => n = 2

=> Công thức phân tử của este no đơn chức là C₂H₄O₂

=> Công thức cấu tạo là : HCOOCH₃: metyl fomiat

=> Đáp án A

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn 7,4 gam hỗn hợp hai este đồng phân, thu được 6,72 lít CO₂(đktc) và 5,4 gam H₂O. Xác định Công thức phân tử của hai este.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

n_H2O = n_CO2 = 0,3 mol

$n_{este}=\frac{7,4-0,3(12+2)}{2.16}=0,1$ $n_{este}=\frac{7,4-0,3(12+2)}{2.16}=0,1$

M_este = 74

Công thức phân tử ⇒ C₃H₆O₂

Câu 4: Hỗn hợp X gồm 2 este của 1 ancol no, đơn chức và 2 axit no, đơn chức đồng đẳng kế tiếp. Đốt cháy hòan toàn 0,1 mol X cần 6,16 lít O₂ (đktc). Đun nóng 0,1 mol X với 50 gam dd NaOH 20% đến Phản ứng hòan toàn, rồi cô cạn dd sau Phản ứng được m gam chất rắn. Giá trị của m là bao nhiêu.

Đáp án hướng dẫn giải

Do X là hỗn hợp 2 este mạch hở của cùng một ancol no, đơn chức và hai axit no, đơn chức đồng đẳng kế tiếp nên các este trong X đều là este no, đơn chức, mạch hở.

Gọi công thức chung của 2 este là C_nH_2nO₂

*Xét phản ứng đốt cháy X: n_O2 = 6,16 : 22,4 = 0,275 mol

C_nH_2nO₂ + (3n-2)/2 O₂ → nCO₂ + nH₂O

0,1 0,275

→0,1.(3n−2)/2 = 0,275 → n =2,5 => 2 este là HCOOCH₃ (a mol) và CH₃COOCH₃ (b mol)

+ n_X = a + b = 0,1

+ Số C trung bình: n = (2a + 3b)/0,1 = 2,5

Giải hệ thu được: a = b = 0,05

*Xét phản ứng của X với NaOH:

m_NaOH = 50.20% = 10 gam => n_NaOH = 0,25 mol

Do n_NaOH > n_este => NaOH dư

Vậy chất rắn thu được gồm:

HCOONa: 0,05 mol

CH₃COONa: 0,05 mol

NaOH dư: 0,25 - 0,1 = 0,15 mol

=> m _{chất rắn} = 0,05.68 + 0,05.82 + 0,15.40 = 13,5 gam

Câu 5. Đốt cháy hoàn toàn m gam este đơn chức X cần 11,2 lít khí oxi (đktc) thu được 24,8 gam hỗn hợp CO₂ và nước có tỉ khối so với H₂ là 15,5. Công thức phân tử của X là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Đặt n_CO2= x mol; n_H2O= y mol

Ta có: m_{hỗn hợp}= 44x + 18y = 24,8 gam;

M_hh = 15,5.2 = 31

n_{hỗn hợp}= x + y= 24,8/31= 0,8 mol

Giải hệ trên ta có x = 0,4 và y= 0,4

Do n_CO2= n_H2O nên este X là este no, đơn chức, mạch hở có công thức là C_nH_2nO₂

C_nH_2nO₂ + (3n - 2)/2O₂ → n_CO2+ nH₂O

a → a.(3n-2)/2 an mol

Ta có n_CO2 = an = 0,4 mol;

n_O2 = a(3n-2)/2 = 0,5 mol

Suy ra a = 0,1, n = 4.

Vậy công thức phân tử của X là C₄H₈O₂.

Câu 6. Đốt cháy hoàn toàn 9,12 gam este X (công thức CnH₁₀O₂), thu được H₂O và 10,752 lít CO₂ (đktc). Mặt khác, cho 9,12 gam X tác dụng với dung dịch KOH vừa đủ, sau phản ứng thu được ancol etylic và m gam muối. Giá trị của m là

Đáp án hướng dẫn giải

Ta có n_CO2 = 10,752/22,4 = 0,48 mol

Bảo toàn C có n_C(X) = n_CO2

=> 9,12/(12n + 42).n = 0,48 => n = 6 ⟹ X là C₆H₁₀O₂

Thủy phân X trong KOH thu được ancol C₂H₅OH

=> Công thức cấu tạo của X là C₃H₅COOC₂H₅

C₃H₅COOC₂H₅ + KOH → C₃H₅COOK + C₂H₅OH

0,08 mol → 0,08 mol

=> m_muối = 0,08.124 = 9,92 gam

Câu 7. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp các este no, đơn chức, mạch hở. Sản phẩm cháy được dẫn vào bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư, thấy khối lượng bình tăng 24,8 gam. Khối lượng kết tủa tạo ra tương ứng là bao nhiêu?

Đáp án hướng dẫn giải

Este no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử là C_nH_2nO₂ khi đốt cháy hoàn toàn cho:

Phương trình phản ứng

C_nH_2nO₂ + (1,5n - 1)O₂ → nCO₂ + nH₂O

Vậy n_CO2 = n_H2O = a gam

m↑ = m_CO2+ m_H2O

<=>12,4 = 44.a + 18.a

=> a = 0,2 mol

nC_aCO3 = n_CO2= 0,2

=>m_CaCO3 = 20 gam

V. Câu hỏi bài tập tự luyện

Câu 1. Cho hỗn hợp Z gồm hai este X và Y tạo bởi cùng một ancol và hai axit cacboxylic kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng (M_X < M_Y). Đốt cháy hoàn toàn a gam Z gồm hai este X và Y cần dùng 3,08 lít khí O₂ (đktc), thu được 2,8 lít khí CO₂ (đktc) và 2,25 gam H₂O.

a) Xác định công thức este X và Y

b) Tìm giá trị của m tương ứng

Câu 2. Người ta đốt cháy hoàn toàn 6,84 gam hỗn hợp X 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 32 gam kết tủa và dung dịch Y. Khối lượng Y so với khối lượng dung dịch Ca(OH)₂ ban đầu đã thay đổi như thế nào ?

Câu 3. Đốt cháy hoàn toàn 0,14 mol hỗn hợp X chứa hai este no, đơn chức, hở, cần dùng vừa đủ 19,52 gam khí O₂. Hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có m gam kết tủa xuất hiện? Giá trị của m là bao nhiêu?

Câu 4. Đốt cháy hoàn toàn 0,07 mol hỗn hợp A chứa hai este no, đơn chức, hở có số nguyên tử cacbon liên tiếp thì thu được tổng sản phẩm cháy gồm CO₂ và H₂O là 10,54 gam. Phần trăm khối lượng của este có phân tử khối nhỏ là bao nhiêu?

Câu 5. Đốt cháy hoàn toàn a gam etyl axetat bằng lượng oxi vừa đủ, toàn bộ sản phẩm sinh ra dẫn qua dung dịch nước vôi trong. Sau phản ứng thu đuợc 19,68 gam kết tủa và khối lượng của dung dịch tăng thêm 20 gam. Xác định khối lượng a gam etyl axetat ban đầu?

Câu 6. Đốt cháy hoàn toàn m gam este X tạo bởi ancol no đơn chức mạch hở và axit không no (chứa 1 liên kết C=C), đơn chức mạch hở thu được 6,72 lít CO₂ (đktc) và 3,6 gam H₂O. Tính khối lượng của este X đó. Xác định công thức phân tử của este đó.

Câu 7. Hỗn hợp X gồm hai este no, đơn chức, mạch hở. Đốt cháy hoàn toàn một lượng X cần dùng vừa đủ 3,976 lít khí O₂ (ở 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. Xác định công thức phân tử của hai este trong X.