Bài tập đốt cháy este no

Gọi este có CTPT: C_nH_2nO₂

\({ - {C_n}{H_{2n}}{O_2} + (\dfrac{{3n - 2}}{2}){O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O}\)

                            \(\dfrac{{3n - 2}}{2}\)             n

\({{n_{CO2}} = \dfrac{4}{5}{n_{O2(pu)}} < = > \dfrac{4}{5}(\dfrac{{3n - 2}}{2}) = n < = > n = 4}\)

=> CTPT este: C₄H₈O₂

=> Đồng phân là: HCOOCH₂ CH₂CH₃; HCOOCH(CH₃)CH₃; CH₃COOCH₂CH₃; CH₂CH₃COOCH₃

-Gọi este có CTPT: C_nH_2nO₂

\(\begin{array}{l}
- {C_n}{H_{2n}}{O_2} + (\dfrac{{3n - 2}}{2}){O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,(\dfrac{{3n - 2}}{2})\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,n\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,6\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,48\\
= > (\dfrac{{3n - 2}}{2}).0,48 = 0,6.n < = > n = 4\\
= > CTPT\,\,{\rm{Este}}\,\,\,{\rm{:}}{{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_8}{{\rm{O}}_{\rm{2}}}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
- {n_{CO2}} = {n_{H2O}} = 0,45(mol)\\
= > {\rm{Es}}te:{C_n}{H_{2n}}{O_2}\\
- {C_n}{H_{2n}}{O_2} + (\dfrac{{3n - 2}}{2}){O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O\\
\dfrac{{0,45}}{n} \leftarrow \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,45\\
= > \dfrac{{0,45}}{n}(14n + 32) = 11,1 < = > n = 3\\
Este:{C_3}{H_6}{O_2}
\end{array}\)

PTHH: CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O

- Kết tủa là CaCO₃, bảo toàn nguyên tố Cacbon

=> n_CO2 = n_CaCO3 = 0,045 mol

- X có dạng tổng quát: C_nH_2nO₂

=> Khi đốt cháy: n_CO2 = n_H2O = 0,045 mol

=> m = 0,81g

-Hỗn hợp gồm: metyl axetat và etyl fomat là đồng phân của nhau có cùng CTPT là: C₃H₆O₂

\(\begin{array}{l}
{n_{{O_2}}} = \dfrac{{15,68}}{{22,4}} = 0,7mol\\
{C_3}{H_6}{O_2} + \dfrac{7}{2}{O_2} \to 3C{O_2} + 3{H_2}O\\
0,2\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,0,7\\
m = 0,2.74 = 14,8g
\end{array}\)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{n_{C{O_2}}} = {\rm{ }}0,4mol}\\
{{n_{{H_2}O}} = 0,4mol}
\end{array}\)

=> Các este đều là este no, đơn chức mạch hở: C_nH_2nO₂

\(\begin{array}{l}
{n_{{O_2}\,trong\,{\rm{es}}te}} = \dfrac{{8,8 - 0,4.12 - 0,4.2}}{{32}} = 0,1mol\\
= > n{\,_{{\rm{este}}}}{\rm{ = 0,1mol}}\\
So\,nguyen\,tu\,C = 4\\
= > CTPT\,{C_4}{H_8}{O_2}
\end{array}\)

\(\begin{array}{l}
{n_{{O_2}}} = 0,825mol\\
- {C_{\overline n }}{H_{2\overline n }}{O_2} + (1,5\overline n - 1){O_2} \to \overline n C{O_2} + \overline n {H_2}O\\
\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,3\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,825\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\\
= > 0,825 = 0,3.(1,5\overline n - 1) = > \overline n = 2,5
\end{array}\)

- X tác dụng với dung dịch NaOH, thu được 2 muối (hơn kém 1C) + 2 ancol đồng đằng \( = > \left\{ \begin{array}{l}
{C_2}{H_4}{O_2}\\
{C_4}{H_8}{O_2}
\end{array} \right.\)

Metyl axetat có CTCT: CH₃COOCH₃ => CTPT: C₃H₆O₂

\({{C}_{3}}{{H}_{6}}{{O}_{2}}\xrightarrow{+{{O}_{2}},{{t}^{0}}}3C{{O}_{2}}\)

  0,15         →     0,45 mol

\({n_{C{O_2}}}{\rm{ }} = {\rm{ }}{n_{CaC{O_3}}}\) = 0,45 mol

=> Khối lượng kết tủa: m =0,45. 100 = 45 gam

\(\begin{array}{l}
- {n_{{O_2}}} = 0,425mol\\
\left. \begin{array}{l}
{n_{C{O_2}}} = 0,35mol\\
{n_{{H_2}O}} = 0,35mol
\end{array} \right\} = > X,Y\,no,don\,chuc:{C_n}{H_{2n}}{O_2}\\
BTNT:O = > {n_{O(Z)}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}} - 2{n_{{O_2}}} = 0,2mol\\
= > {n_Z} = 0,1\\
\overline C = \frac{{{n_{CO2}}}}{{{n_Z}}} = \frac{{0,35}}{{0,1}} = 3,5\\
= > Z:\left\{ \begin{array}{l}
X:{C_3}{H_6}{O_2}\\
Y:{C_4}{H_8}{O_2}
\end{array} \right.
\end{array}\)

Mà X và Y tạo từ cùng 1 axit cacboxylic có số C ≥ 2 => X, Y có dạng CH₃COOR

=> X là \(C{H_3}COOC{H_3}\)

- Đốt cháy este no đơn chức mạch hở luôn cho \({n_{C{O_2}}} = {\rm{ }}{n_{{H_2}O}} = a\)

\(\begin{array}{l}
- {\rm{ }}{m_ \uparrow } = {\rm{ }}{m_{C{O_2}}} + {\rm{ }}{m_{{H_2}O\;}}\\
< = > {\rm{ }}12,4{\rm{ }} = {\rm{ }}44.a + 18.a{\rm{ }}\\
= > {\rm{ }}a{\rm{ }} = 0,2mol\\
{n_{CaC{O_3}}} = {\rm{ }}{n_{C{O_2}}} = {\rm{ }}0,2{\rm{ }}\\
= > {\rm{ }}{m_{CaC{O_3}}} = {\rm{ }}20{\rm{ }}gam
\end{array}\)

$ - {n_{CaC{O_3}}} = \frac{{45}}{{100}} = 0,45mol$

$ =  > {n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = 0,45mol$

$ - so\,nguyen\,tu\,C = \frac{{0,45}}{{0,15}} = 3$

Ta có: \( {n_{CaC{O_3}}}{\rm{ }} = {\rm{ }}{n_{C{O_2}}} = 0,045mol\)

- Đốt cháy este no đơn chức mạch hở C_nH_2nO₂:  ${n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}}$

\(\begin{array}{l}
\Delta m{\rm{ }} = {\rm{ }}{m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} - m \downarrow \\
= > \Delta m = {\rm{ }}44{n_{C{O_2}}}{\rm{ + }}18{n_{C{O_2}}}{\rm{ - 100}}{\rm{.}}{{\rm{n}}_{CaC{O_3}}}{\rm{ }}\\
= > \Delta m = 0,045.44 + 0,045.18 - 4,5 = - 1,71
\end{array}\)

=> Khối lượng dung dịch giảm 1,71 gam

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{n_{{O_2}}} = {\rm{ }}0,085{\rm{ }}mol}\\
{{n_{C{O_2}}} = {\rm{ }}0,07{\rm{ }}mol}
\end{array}\)

Đốt cháy este no, đơn chức:  \({n_{C{O_2}}} = {n_{{H_2}O}} = 0,07mol$\)

BTNT O:  \({n_{O\,trong\,{\rm{es}}te}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}} - {n_{{O_2}}} = 2.0,07 + 0,07 - 2.0,085 = 0,04mol\)

=>\(n{\,_{{\rm{es}}te}} = \dfrac{1}{2}{n_{O\,trong\,\,{\rm{es}}te}} = 0,02mol\)

- Số C trung bình =  \(\dfrac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{hh}}}} = \frac{{0,07}}{{0,02}} = 3,5\)

- 2 este + KOH => hỗn hợp 2 ancol kế tiếp và muối của 1 axit hữu cơ

=> Bài toán 2 este tạo bởi cùng 1 axit hữu cơ và 2 ancol là đồng đẳng liên tiếp.

 => CTPT của 2 este là C₃H₆O₂ và C₄H₈O₂

- Thủy phân thu được muối RCOONa

n_RCOONa = n_este = 0,02 mol

=> M_RCOONa =  \(\dfrac{{1,36}}{{0,02}}\) = 68

=> R =1: H

Vậy: CTCT của 2 este là: HCOOC₂H₅ và HCOOC₃H₇

n_CaCO3 = 25 :100 = 0,25 (mol)

Metyl axetat và etyl axetat đều là các este no, đơn chức, mạch hở nên khi đốt cháy cho n_H2O = n_CO2

=> n_H2O = n_CO2 = n_CaCO3 = 0,25 (mol) (Bảo toàn nguyên tố C)

=> m_H2O = 0,25.18 = 4,5 (g)

n_O2 = 0,21 mol

n_CO2 = 0,18 mol

n_H2O = 0,18 mol

n_CO2 = n_H2O => Este no, đơn, hở

BTNT O: 2n_este + 2n_O2 = 2n_CO2 + n_H2O => n_este = [(2.0,18+0,18) – 0,21.2]/2 = 0,06

Bảo toàn khối lượng => m_X = 4,44

=> M_X = 74 => C₃H₆O₂

=> Y là CH₃COOK (a mol) và Z là HCOOK (b mol) (tương ứng với hai este CH₃COOCH₃ và HCOOC₂H₅)

m _{chất rắn} = m _muối + m_{KOH dư} => 7,98 = 98a+84b+0,05.56 (1)

a+b = 0,06 (2)

Giải (1) và (2) được a = 0,01; b = 0,05

=> a:b = 1:5

\({m_Y} = {\rm{ }}{m_X} + {\rm{ }}{m_{{H_2}}}{\rm{ }} = {\rm{ }}9,42\)

Đốt X cũng như đốt Y đều thu được  \({n_{C{O_2}}}{\rm{ }} = {\rm{ }}0,33\)

\(\begin{array}{*{20}{l}}
{{C_{\overline n }}{H_{2\overline n }}{O_2} + \dfrac{{3n - 2}}{2}{O_2} \to {\rm{ }}\overline n C{O_2}{\rm{ }} + {\rm{ }}\overline n {H_2}O}\\
{\dfrac{{9,42}}{{14\overline n + 32}}\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,33}\\
{ = > {\rm{ }}\overline n {\rm{ }} = {\rm{ 2,2}}}
\end{array}\)

=> Y chứa HCOOCH₃ => ancol Z: CH₃OH

n_Y = 0,15 =>  \({n_{C{H_3}OH{\rm{ }}}} = {\rm{ }}0,15\)

- m _rắn = m_Y + m_NaOH - m_CH3OH = 12,62

n_CO2 = n_H2O = 0,1 mol

BTNT O: n_{O(trong este)} = 2nCO2+ n_H2O – 2n_O2  = 2.0,1 + 0,1 – 0,1.2 = 0,1 (mol)             

m_X = m_C + m_H + m_{O(trong esste)}  =0,1.12 + 0,1.2 + 0,1.16 = 3 (g)

Hướng dẫn giải:      

Ca(OH)₂ + CO₂→ CaCO₃ + H₂O

                   x           x

\(m_{dd giảm}=m_{kết tủa}-m_{CO_2}-m_{H_2O}\)

=> 5,7 = 100x – 44x – 18x

=> x = 0,15 mol

=>\(V_{CO_2}=3,36(l)\)

Đốt cháy CH₃COOCH₃ và CH₃COOC₂H₅ đều thu được số mol H₂O = mol CO₂

BTNT “C” n_CO2 = n_CaCO3 = 25:100 =0,25 (mol)

=> n_H2O = n_CO2 = 0,25 (mol)

=> m = m_H2O = 0,25.18 = 4,5 (g)

\({n_{C{O_2}}} = {\rm{ }}{n_{{H_2}O}} = 0,3\) => este no, đơn chức, mạch hở

=> Công thức este là C_nH_2nO₂