Bài tập về phản ứng cháy của alkane lớp 9 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập về phản ứng cháy của alkane lớp 9 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập về phản ứng cháy của alkane.

Bài tập về phản ứng cháy của alkane lớp 9 (cách giải + bài tập)

A. Lý thuyết và phương pháp giải

1. Đốt cháy 1 alkane: C_nH_2n+2 (n ≥ 1)

Phương trình hóa học tổng quát của phản ứng đốt cháy alkane:

C_nH_2n+2 +  $\frac{3n+1}{2}{O}_2$$\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n + 1)H₂O

Từ phương trình hóa học của phản ứng cháy ta có:

+ $n_{alkane}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$ (số mol H₂O thu được luôn lớn hơn số mol CO₂)

+ n = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$

Ngoài ra có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:  $m_{alkane}+m_{O_2}=m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}$

Hoặc định luật bảo toàn nguyên tố O:  $2n_{O_2}=2n_{C{O}_2}+n_{H_{2}O}$

2. Đốt cháy hỗn hợp alkane

Đặt công thức trung bình của hỗn hợp alkane là:  $C_{\overline{n}}{H_2}_{\overline{n}+2}$

PTHH tổng quát: $C_{\overline{n}}{H_2}_{\overline{n}+2}$ +  $\frac{3\overline{n}+1}{2}{O}_2$  $\stackrel{t^o}{\to }$ $\overline{n}$CO₂ + ( $\overline{n}$ + 1)H₂O

Từ phương trình hóa học của phản ứng cháy ta có:

+ $n_{\text{hh }alkane}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$ (số mol H₂O thu được luôn lớn hơn số mol CO₂)

+ $\overline{n}$ = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$

Sau khi tìm được giá trị $\overline{n}$, lập hệ phương trình hoặc sử dụng sơ đồ đường chéo để tìm các alkane trong hỗn hợp.

Lưu ý về xử lí số liệu sản phẩm cháy:

- Cho sản phẩm cháy lần lượt qua bình 1 đựng dung dịch H₂SO₄ đặc, bình 2 đựng NaOH (hoặc Ca(OH)₂) dư

+ Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O

+ Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO₂

- Cho sản phẩm cháy qua bình chứa NaOH (hoặc Ca(OH)₂) dư

+ Nếu có kết tủa n↓= $n_{C{O}_2}$

+ m_{bình tăng} = $m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}$

+ m_{dung dịch tăng} = ($m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}$) − m↓

+ m _{dung dịch giảm} = m↓ − ($m_{C{O}_2}+m_{H_{2}O}$)

B. Ví dụ minh hoạ

Ví dụ 1. Đốt cháy hoàn toàn 6 gam hỗn hợp X gồm hai alkane đồng đẳng kế tiếp cần hết 17,353 lít O₂ (đkc). Xác định công thức phân tử và số mol của 2 alkane trong hỗn hợp.

Hướng dẫn giải

$n_{O_2}=\frac{17,353}{24,79}=0,7\text{ (mol)}$

Đặt công thức trung bình của 2 alkane là: $C_{\overline{n}}{H_2}_{\overline{n}+2}$ ⟹ $n_{C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}}=\frac{6}{14\overline{n}+2}$

PTHH: $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$ + $\frac{3\overline{n}+1}{2}{O}_2$ $\stackrel{t^o}{\to }$ $\overline{n}$CO₂ + ($\overline{n}$ + 1)H₂O

Từ PTHH ta có: $\frac{6}{14\overline{n}+2}.\frac{3\overline{n}+1}{2}=0,7$ ⟹ $\overline{n}$ = 2 ⟹ 2 alkane là CH₄ và C₃H₈

Công thức trung bình của 2 alkane là C₂H₆ ⟹ $n_{hh}=\frac{m}{M}=\frac{6}{12.2+6}=0,2\left(mol\right)$

Gọi số mol của CH₄ là x (mol) và C₃H₈ là y (mol)

Ta có hệ phương trình: $\left\{\begin{array}{c}x+y=0,2\\ 16x+44y=6\end{array}\right.$ ⟹ x = 0,1; y = 0,1.

Vậy hỗn hợp X chứa 2 alkane là CH₄ (0,1 mol) và C₃H₈ (0,1 mol)

Ví dụ 2. Đốt cháy hoàn toàn 1 hydrocarbon A rồi dẫn sản phẩm lần lượt qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc và bình 2 chứa NaOH dư người ta thấy khối lượng bình 1 tăng 1,8 gam và khối lượng bình 2 tăng 3,52 gam. Xác định CTPT của A?

Hướng dẫn giải

Gọi CTPT của A là C_nH_2n+2 (n ≥ 1)

Khối lượng bình 1 tăng là khối lượng của H₂O ⟹ $n_{H_{2}O}=\frac{1,8}{18}=0,1\text{ (mol)}$

Khối lượng bình 2 tăng là khối lượng của CO₂ ⟹ $n_{C{O}_2}=\frac{3,52}{44}=0,08\text{ (mol)}$

Nhận thấy:  $n_{C{O}_2}$ <  $n_{H_{2}O}$ ⟹ hydrocarbon là alkane.

Ta có: $n_{alkane}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$ = 0,1 – 0,08 = 0,02 (mol)

n = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$ = $\frac{0,08}{0,02}=4$

Vậy CTPT của A là C₄H₁₀

C. Bài tập tự luyện

Câu 1. Khi đốt cháy hoàn toàn alkane sẽ tạo ra sản phẩm là

A. CO₂.

B. H₂O.

C. CO₂ và H₂O.

D. CO₂ và H₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Khi đốt cháy hoàn toàn alkane sẽ tạo ra sản phẩm là CO₂ và H₂O.

Câu 2. Đốt cháy hoàn toàn 160 gam hỗn hợp A gồm C₄H₁₀ và C₃H₈ thấy tạo ra 484 gam khí CO₂. Phần trăm thể tích của C₄H₁₀ trong hỗn hợp A là

A. 30%.

B. 70%.

C. 66,67%.

D. 33,33%.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Phương trình hoá học của phản ứng đốt cháy các alkane:

2C₄H₁₀ + 13O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ 8CO₂ + 10H₂O

C₃H₈ + 5O₂ $\stackrel{t^o}{\to }$ 3CO₂ + 4H₂O

Gọi số mol C₄H₁₀ và C₃H₈ trong hỗn hợp lần lượt là x và y.

Theo đề bài ta có: 58x + 44y = 160 (I)

Số mol của CO₂ tạo ra khi đốt cháy x mol C₄H₁₀ và y mol C₃H₈ là: 4x + 3y

Theo bài, số mol CO₂ tạo ra là: $\frac{484}{44}$ = 11(mol)

Vậy: 4x + 3y = 11 (II)

Từ (I) và (II) ta tìm được: x = 2, y = 1.

Thành phần % thể tích bằng thành phần % theo số mol nên:

% thể tích của C₄H₁₀ trong hỗn hợp A là:  $\frac{2}{2+1}.100\%$ = 66,7%

Câu 3. Đốt cháy hoàn toàn 12,395 L khí methane thu được thể tích CO₂ là

A. 12,395 L.               

B. 24,79 L.                          

C. 7,437 L.                         

D. 2,479 L.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

PTHH: CH₄ + 2O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 2H₂O

Từ PTHH ta thấy $n_{C{O}_2}=n_{C{H}_4}\Rightarrow V_{C{O}_2}=V_{C{H}_4}=12,395\left(L\right)$

Câu 4. 1 m³ khí thiên nhiên có chứa 80% thể tích khí methane. Lượng oxygen cần dùng để đốt cháy toàn bộ khí methane trên là (Biết hiệu suất đốt cháy bằng 85%, các khí ở điều kiện chuẩn)

A. 680 L.                      

B. 800 L.                         

C. 850 L.                         

D. 1882,35 L.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

$V_{C{H}_4}=\mathrm{1.1000.}\frac{80}{100}=800\left(L\right)$

PTHH: CH₄ + 2O₂  $\stackrel{t^o}{\to }$ CO₂ + 2H₂O

Từ PTHH ta thấy $n_{O_2}=2n_{C{H}_4}\Rightarrow V_{O_2}=2V_{C{H}_4}=1600\left(L\right)$

Do H = 85% nên thể tích O₂ cần dùng thực tế là: 1600.$\frac{100}{85}$=1882,35 (L)

Câu 5.  Một loại khí biogas có chứa 60% CH₄ về thể tích. Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 mol methane là 891 kJ. Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 50 L khí biogas là (Biết rằng các khí khác trong thành phần biogas khi cháy sinh ra nhiệt lượng không đáng kể.)

A. 121 kJ.                      

B. 1091,7 kJ.                         

C. 891 kJ.                        

D. 1078,11 kJ.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Số mol CH₄ trong 50 L biogas:  $\frac{50}{24,79}.\frac{60}{100}$ = 1,21(mol).

Nhiệt lượng sinh ra khi đốt 50 L biogas này được xác định gần đúng là nhiệt lượng sinh ra khi đốt 1,21 mol CH₄: Q = 1,21.891 = 1078,11 (kJ)

Câu 6. Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 mol propane là 2 220 kJ. Khối lượng propane cần thiết để khi đốt sinh ra nhiệt lượng bằng 1078,11 kJ là

A. 21,56 gam.                     

B. 4,9 gam.                         

C. 2220 gam.                        

D. 16,75 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Khi đốt cháy 1 mol propane sinh ra 2220 kJ.

Khi đốt cháy x mol propane sinh ra 1078,11 kJ.

⟹ x = $\frac{1078,11.1}{2220}$ = 0,49 (mol).

→ Khối lượng propane cần thiết là: m = 0,49.44 = 21,56 gam

Câu 7. Đốt cháy hoàn toàn 2,479 L alkane X (đkc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào dung dịch nước vôi trong dư thấy có 40 gam kết tủa. CTPT của X là

A. C₂H₆        

B. C₄H₁₀        

C. C₃H₆        

D. C₃H₈

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gọi CTPT của X là C_nH_2n+2 (n ≥ 1)

n_X = $\frac{2,479}{24,79}=0,1\left(mol\right)$

Dẫn sản phẩm cháy là CO₂ và H₂O qua dung dịch Ca(OH)₂ dư

⟹ $n_{C{O}_2}$ = n↓= $n_{CaC{O}_3}$ = $\frac{40}{100}=0,4$(mol)

PTHH: C_nH_2n+2 + $\frac{3n+1}{2}{O}_2$ $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n + 1)H₂O

Từ phương trình hóa học của phản ứng cháy ta có: n = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$ = $\frac{0,4}{0,1}=4$

Vậy CTPT của X là C₄H₁₀.

Câu 8. Khi đốt cháy hoàn toàn 8,6765 lít hỗn hợp khí gồm CH₄, C₂H₆, C₃H₈ (đkc) thu được 18,5925 lít khí CO₂ (đkc) và x gam H₂O. Giá trị của x là

A. 6,3.        

B. 13,5.        

C. 18,0.        

D. 19,8.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Phương trình hóa học tổng quát của phản ứng đốt cháy alkane:

C_nH_2n+2 + $\frac{3n+1}{2}{O}_2$ $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n + 1)H₂O

Từ phương trình hóa học của phản ứng cháy ta có:

+ $n_{hhalkane}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$ ⟹ $n_{H_{2}O}=n_{C{O}_2}+n_{hhalkane}$ = 0,75 + 0,35 = 1,1 (mol)

⟹ $m_{H_{2}O}=1,1.18=19,8\text{ (g)}$

Câu 9. Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp X gồm hai alkane kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng được 24,2 gam CO₂ và 12,6 gam H₂O. Công thức của 2 alkane là

A. CH₄ và C₂H₆

B. C₂H₆ và C₃H₈

C. C₃H₈ và C₄H₁₀

D. C₄H₁₀ và C₅H₁₂

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$n_{C{O}_2}$ = 0,55 (mol); $n_{H_{2}O}$ = 0,7 (mol)

Đặt công thức trung bình của 2 alkane là:  $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$

PTHH tổng quát: $C_{\overline{n}}{H}_{2\overline{n}+2}$ + $\frac{3\overline{n}+1}{2}{O}_2$ $\stackrel{t^o}{\to }$  $\overline{n}$CO₂ + ($\overline{n}$ + 1)H₂O

$n_{2alkane}=n_{H_{2}O}-n_{C{O}_2}$= 0,7 – 0,55 = 0,15 (mol)

 $\overline{n}$ = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$ = $\frac{0,55}{0,15}=3,67$

Vậy X gồm C₃H₈ và C₄H₁₀.

Câu 10. Đốt cháy hoàn toàn hydrocarbon A thu được 11 gam CO₂ và 5,4 gam nước. CTPT của A là

A. C₃H₈

B. C₄H₁₀

C. C₅H₁₂

D. C₆H₁₄

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

= 0,25 (mol); = 0,3 (mol)

Số mol H₂O > số mol CO₂ → A là alkane

Gọi CTPT của A là C_nH_2n+2 (n ≥ 1)

PTHH: C_nH_2n+2 + $\frac{3n+1}{2}{O}_2$ $\stackrel{t^o}{\to }$ nCO₂ + (n + 1)H₂O

Từ phương trình hóa học của phản ứng cháy ta có:

n_A = $n_{H_{2}O}$ − $n_{C{O}_2}$= 0,3 – 0,25 = 0,05 (mol)

n = $\frac{n_{C{O}_2}}{n_{alkane}}$ = $\frac{0,25}{0,05}=5$

Vậy CTPT của A là C₅H₁₂.

Xem thêm các dạng bài tập Khoa học tự nhiên 9 phần Hóa học hay, chi tiết khác:

• Viết công thức cấu tạo của các hợp chất hữu cơ
• Bài tập về phản ứng cháy của alkene
• Bài tập về phản ứng cộng của alkene
• Bài tập về phản ứng trùng hợp của alkene
• Bài tập về phản ứng cháy của ethylic alcohol
• Bài tập về phản ứng của ethylic alcohol với natri

Xem thêm các loạt bài Để học tốt Hóa học 9 hay khác:

• Giải bài tập Hóa học 9
• Giải sách bài tập Hóa 9
• Đề thi Hóa học 9
• Wiki 200 Tính chất hóa học
• Wiki 3000 Phản ứng hóa học quan trọng

• Hơn 20.000 câu trắc nghiệm Toán,Văn, Anh lớp 9 có đáp án

---