Xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit dựa vào phản ứng cháy

Xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit dựa vào phản ứng cháy. Được VnDoc biên soạn, tổng hợp là dạng bài tập xác định công thức của Amin, aminaxit dựa vào phản ứng đốt cháy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn giải Hóa học 12 chính xác hơn. Mời các bạn tham khảo.

A. Phản ứng đốt chát Amin

1. Phản ứng cháy Amin no đơn chức

2C_nH_{2n+3}N\;\;\;+\;\frac{6n+3\;}2O_2\;\rightarrow\;2nCO_2\;+\;(2n+3)H_2O+\;N_2

Số mol amin = 2/3 (nH2O - nCO2) và

\frac{2n}{2n+3}=\frac{n_{CO_2}}{n_{H_2O}}\Rightarrow n=?

2. Phản ứng cháy Amin thơm

2C_nH_{2n\;–\;5}N\;+\;\frac{6n-5}2\;O_2\;\rightarrow\;2nCO_2\;+\;(2n-5)H_2O\;+N_2

3. Amin không no đơn chức có 1 liên kết đôi (CnH2n+1N) 

2C_nH_{2n+1}N\;\;\;+\;\frac{6n+1}2\;O_2\;\rightarrow\;2nCO_2\;+\;(2n+1)H_2O\;+\;N_2

Số mol amin = 2 (nH2O – nCO2) và 

\frac{2n}{2n+1}=\frac{n_{CO_2}}{n_{H_2O}}

4. Phản ứng cháy Amin tổng quát

C_xH_yN_t+(x+\frac y4)O_2\rightarrow xCO_2+\frac y2H_2O+\frac t2N_2

LƯU Ý:

Khi đốt cháy một amin ta luôn có: nO2 phản ứng = nCO2 + 1/2nH2O

Khi đốt cháy một amin ngoài không khí thì: nN2 sau pư = nN2  sinh ra + nN2  có sẵn trong không khí

B. Phản ứng đốt cháy Amino Axit

Đặt CTTQ CxHyOzNt

Phương trình đốt cháy amino axit tổng quát

C_xH_yO_zN_t+\frac{2x+y/2-z}2O_2\overset{t^o}{\rightarrow x}CO_2\;+\;\frac y2H_2O+\frac t2N_2

Bảo toàn nguyên tố C = nCO2/namino axit 

H = 2nH2O/namino axit 

Bảo toàn khối lượng: maa = mC + mH + mO/aa + mN

Bảo toàn nguyên tố oxi: nO/aa + 2nO2 = 2nCO2 + nH2O

x:y:z:t=\frac{m_C}{12}:\frac{m_H}1:\frac{m_O}{16}:\frac{m_N}{14}=n_{CO_2}:2n_{H_2O}:\frac{m_O}{16}:2n_{N_2}

x:y:z:t=\frac{\%C}{12}:\frac{\%H}1:\frac{\%O}{16}:\frac{\%N}{14}

C. Bài tập ví dụ minh họa

Ví dụ 1. Khi đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X, thu được 8,4 lít khí CO2, 1,4 lít khí N2 (các thể tích khí đo ở đktc) và 10,125 gam H2O. Công thức phân tử của X là (cho H = 1, O = 16)

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi công thức phân tử của amin đơn chức là CxHyN

Ta có phương trình tổng quát:

C_xH_yN_t+(x+\frac y4)O_2\rightarrow xCO_2+\frac y2H_2O+\frac t2N_2

nCO2 = 8,4/22,4 = 0,375 mol

nH2O = 10,125/18 = 0,5625 mol 

nN2 = 1,4/22,4 = 0,0625 mol 

namin = 2nN2 = 0,125 mol 

x = nCO2/namin = 0,375/0,125 = 3; y = 2nH2O/namin = 2.0,5625/0,125 = 9

Vậy công thức hóa học của amin là: C3H9

Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin đơn chức X bằng lượng không khí vừa đủ thu được 1,76 gam CO2; 1,26 gam H2O và N2 (đktc). Tìm CTPT của X.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Đặt Công thức tổng quát của amin đơn chức là CxHyN

Ta có n_{CO_2} = 0,04(mol); n_{H_2O} = 0,07(mol)

⇒ x : y = nH: nC = 7 : 2⇒ X là C2H7N

Vậy Công thức cấu tạo của X là C2 H5 NH2

Ví dụ 3: Đốt cháy hoàn toàn 5,4 gam một amin X đơn chức, bậc 1 trong lượng vừa đủ không khí (O2 chiếm 20% thể tích, còn lại là N2). Dẫn sản phẩm khí qua bình đựng nước vôi trong dư thu được 24 gam kết tủa và có 41,664 lít (đktc) một chất khí duy nhất thoát ra. X là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

2C_nH_{2n+3}N\hspace{0.278em}\hspace{0.278em}\hspace{0.278em}+\hspace{0.278em}\frac{6n+3\hspace{0.278em}}2O_2\hspace{0.278em}\rightarrow\hspace{0.278em}2nCO_2\hspace{0.278em}+\hspace{0.278em}(2n+3)H_2O+\hspace{0.278em}N_2

Ca(OH)2 dư nên n_{CO_2} = n_{CaCO_3} = 0,24 ⇒ nC = 0,24

Trong X đặt nH = a và nN = b ⇒ n_{H_2O} = 0,5an_{N_2} sản phẩm = 0,5b mol

mX = a + 14b + 0,24.12 = 5,4 (1)

nN2 tổng = 1,86 ⇒ nN2 không khí = 1,86 – 0,5b

nN2 tổng = 1,86 ⇒ nN2 không khí = 1,86 – 0,5b

=> nO2 = nN2/4 = 0,465 - 0,125b

Bảo toàn O: 2nO2 = 2nCO2 + nH2O

⇒2. (0,465 – 0,125b) = 0,24.2 + 0,5a (2)

(1) và (2) ⇒ a = 0,84 và b = 0,12

⇒ nc : nH : nN = 0,24 : 0,84 : 0,12 = 2 : 7 : 1

X đơn chức nên X là C2H7 N

Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn V lít hơi một amin X bằng một lượng oxi vừa đủ tạo ra 8V lít hỗn hợp gồm khí cacbonic, khí nitơ và hơi nước (các thể tích khí và hơi đều đo ở cùng điều kiện). Amin X tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường, giải phóng khí nitơ. Chất X là:

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

CxHyNz + (x+y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O + z/2N2

Tự chọn nX = 1 mol

=> nCO2 + nH2O + nN2 = x + y/2 + z/2 = 8

⇒ 2x + y + z = 16

⇒ x = 3; y = 9; z = 1 là nghiệm thỏa mãn.

X + HNO2 → N2 nên X là amin bậc 1.

⇒ CH3-CH2-CH2-NH2

D. Bài tập vận dụng xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit

Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn 6,2 gam một amin no, đơn chức phải dùng hết 10,08 lít khí oxi (đktc). Công thức của amin đó là:

A. C4H11N.

B. CH5N.

C. C3H9N.

D. C2H7N.

Công thức amin: CnH2n +3 N

CnH2n + 3N + (6n + 3)/4O2 → nCO2 + (2n + 3)/2H2O + 1/2N2

\frac{6n+3}4.n_{amin}\hspace{0.278em}=n_{O_2}

\frac{6n+3}4.\frac{62}{14n+17}=\frac{10,08}{22,4}

⇒ n = 1 ⇒ CH5N

→ Đáp án B

Câu 2: Đốt cháy hoàn toàn amin đơn chức X bằng O2, thu được 1,12 lít N2, 8,96 lít CO2 (các khí đo ở đktc) và 8,1 gam H2O. Công thức phân tử của X là:

A. C3H9N.

B. C4H11N.

C. C4H9N.

D. C3H7N.

CTTQ của amin đơn chức là CxHyN

nN = 2nN2 = 0,1(mol)

nC = nCO2 = 0,4(mol)

nH = 2nH2O = 0,9(mol)

Ta có tỉ lệ:

nC : nH : nN = 0,4 : 0,9 : 0,1 = 4 : 9 : 1

Vậy công thức amin là C4 H9N

→ Đáp án C

Câu 3: Khi đốt cháy hoàn toàn một amin đơn chức X, thu được 8,4 lít khí CO2; 1,4 lít khí N2 (các thể tích khí đo ở đktc) và 10,125 gam H2O. Công thức phân tử của X là?

A. C4H9N

B. C3H9N.

C. C4H11N

D. C3H7N.

nCO2 = 0,375 mol
nN2 = 0,0625 => nN = 0,125 mol
nH2O = 0,5625 mol => nH = 1,125 mol
nC : nH : nN = 0,375 : 0,125 : 1,125 = 3 : 9 : 1 => C3H9N

→ Đáp án B

Câu 4: Đốt cháy hoàn toàn 2 amin no đơn chức đồng đẳng kế tiếp cần 2,24 lít oxi thu được 1,12 lít CO2 (đktc). Công thức phân tử của 2 amin là:

A. C2H5NH2, C3H7NH2

B. CH3NH2, C2H5NH2

C. C4H9NH2, C5H11NH2

D. C3H7NH2, C4H9NH2

Công thức chung: CnH2n+3N

CnH2n+3N + (6n+3)/4 O2 → nCO2 + (2n+3)/2 H2O + 1/2N2

nO2 = 0,1 mol; nCO2 = 0,05 mol

Bảo toàn O:

2nO2 = 2nCO2 + nH2O => nH2O = 0,1 mol

=> nH2O - nCO2 = 1,5 namin = 3nN2

=> namin = 1/30 mol; nN2 = 1/60 mol

Bảo toàn khối lượng:

mamin = mCO2 + mH2O+ mN2 − mO2 = 1,2667 g

⇒ Mamin = 38 ⇒ 14n + 17 = 38 ⇒ n = 1,5

⇒ Công thức 2 amin no đơn chức đồng đẳng kế tiếp là: CH3NH2 (31) và C2H5NH2 (45)

→ Đáp án B

Câu 5: Đốt cháy một amin đơn chức no (hở) thu được tỉ lệ số mol CO2 : H2 O là 2 : 5. Amin đã cho có tên gọi nào dưới đây?

A. Đimetylamin.

B. Metylamin.

C. Trimetylamin.

D. Izopropylamin

Ta có: nC : nH = nCO2 : 2nH2O = 2 : 10 = 1 : 5

⇒  Công thức phân tử : CH5N metylamin

→ Đáp án B

Câu 6: Đốt cháy hoàn toàn một amino axit A thì thu được CO2 và N2 theo tỉ lệ thể tích là 4:1. Biết phân tử A chỉ chứa 1 nhóm amin bậc I. Công thức cấu tạo của A là:

A. CH3CH(NH2)COOH

B. H2NCH2COOH

C. H2NCH2CH2COOH

D. CH3NHCH2COOH

Có nC : nN = nCO2 : 2nN2 = 4 : 2 = 2 : 1

A chỉ chứa 1 nguyên tử N trong phân tử suy ra số nguyên tử C = 2

⇒  Công thức phân tử của A là C2H5NO2, CTCT: H2NCH2COOH

→ Đáp án B

Câu 7: Đốt 1 amino axit X no mạch hở chứa 1 nhóm amino và 1 nhóm cacboxyl bằng 1 lượng không khí vừa đủ thu được hỗn hợp khí và hơi có tỉ khối so với H2 là 14,3167. Công thức của aminoaxit là:

A. C5H11O2N

B. C3H7O2N

C. C4H9O2N

D. C2H5O2N

CnH2n+1NO2 + (6n-3)/4 O2 → nCO2 + (2n+1)/2H2O + 1/2N2

Tự chọn nX = 1mol

=> nO2 = (6n-3)/4 mol

⇒ nN2 (không khí) = 4nO2 = 6n – 3 mol

Sau phản ứng thu được: CO2 (n), H2O (n + 0,5) và N2 (6n – 2,5)

Khí sau phản ứng có M = 14,317 .2 = 28,634

Xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit dựa vào phản ứng cháy

→ n = 4:  công thức phân tử C4H9NO2

→ Đáp án C

Câu 8: Đốt cháy hoàn toàn amino axit X cần vừa đủ 30,0 gam khí oxi. Cho hỗn hợp sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch NaOH đặc dư thấy khối lượng bình tăng 48,75 gam và còn thoát ra 2,8 lít N2 (đktc). Vậy CTPT của X có thể là:

A. C4H9O2N

B. C2H5O2N

C. C3H7O2N

D. C3H9O2N

n_{N_2}= 0,125 mol

Bảo toàn khối lượng: mX + mO2 - mN2   = mtăng

⇒ mX = 22,25g

Giả sử phân tử X có k nguyên tử N

Xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit dựa vào phản ứng cháy

⇒ MX = 89k

⇒ k = 1 và MX = 89

Công thức phân tử X là C3H9NO2

→ Đáp án D

Câu 9. Đốt cháy hoàn toàn một amino axit X (phân tử có 1 nhóm NH2) thu được 17,6 gam CO2 và 2,24 lít N2. Công thức phân tử của X là

A. C3H7NO2.

B. C4H9NO2.

C. C2H7NO2.

D. C2H5NO2.

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

nCO2 = 17,6:44 = 0,4 (mol)

nN2(đktc) = 2,24 :22,4 = 0,1 (mol)

Bảo toàn nguyên tố "N": nX = 2nN2 = 2.0,1 = 0,2 (mol)

Tất cả đáp án đều có 2 oxi nên đặt công thức aminoaxit có dạng: CxHyO2N: 0,1 (mol)

=> x = nCO2: nX = 0,4 : 0,2 = 2

=> y chỉ có thể bằng 5 thỏa mãn, y bằng 7 không thỏa mãn được

Vậy công thức của aminoaxit là C2H5NO2

Câu 10. Đốt cháy hoàn toàn một amin chưa no, đơn chức một liên kết C=C thu được CO2 và H2O theo tỉ lệ mol nCO2 : nH2O = 8 : 9. Công thức phân tử amin là

A. C3H7N.

B. C2H7N.

C. C3H9N.

D. C4H9N

Đáp án hướng dẫn giải chi tiết

Gọi công thức tổng quát của amin: CnH2n+2-2k+1N.

Do amin có chứa 1 liên kết C=C nên k = 1 =>  công thức phân tử amin: CnH2n+1N

CnH2n+1N → nCO2 + (n + 0,5) H2O

Ta có: nCO2/nH2O=n/(n + 0,5) = 8/9 ⇒ n = 4

Vậy công thức phân tử của amin là C4H9N.

Mời các bạn tham khảo thêm các bài viết dưới đây của chúng tôi:

Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới các bạn Xác định công thức phân tử Amin, Amino Axit dựa vào phản ứng cháy. Để có kết quả cao hơn trong học tập, VnDoc xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Toán lớp 12, Giải bài tập Hóa học lớp 12, Giải bài tập Vật Lí 12, Tài liệu học tập lớp 12VnDoc tổng hợp và đăng tải.

Các bạn có thể các em cùng tham khảo thêm một số đề thi thử các môn tại: Thi thpt Quốc gia môn Toán, Thi THPT Quốc gia môn Vật Lý, Thi thpt Quốc gia môn Sinh, Thi thpt Quốc gia môn Tiếng Anh....

Ngoài ra, VnDoc.com đã thành lập group chia sẻ tài liệu ôn tập THPT Quốc gia miễn phí trên Facebook: Tài liệu học tập lớp 12 Mời các bạn học sinh tham gia nhóm, để có thể nhận được những tài liệu, đề thi mới nhất.

Đánh giá bài viết
1 20.542
0 Bình luận
Sắp xếp theo
Chuyên đề Hóa học lớp 12 Xem thêm