a. Để đốt cháy hoàn toàn a gam hợp chất hữu cơ X cần dùng 11,76 lít không khí (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thì thu được 10,5 gam kết tủa và khối lượng dung dịch Ca(OH)2 sau phản ứng giảm 3,99 gam (biết trong không khí oxy chiếm 20% thể tích). Tìm công thức phân tử của hợp chất hữu cơ X và tính a, biết rằng 6,6 gam hơi chất X đo ở đktc chiếm thể tích 2,464 lít. b. Hỗn hợp A gồm hai hydrocarbon X và Y là đồng đẳng kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng methane. Cracking 6,72 lít (đktc) hỗn hợp A thu được 11,2 lít hỗn hợp B (đktc) gồm alkane, alkene và H2, tỉ khối hơi của B đối với H2 là 9,84. Xác định công thức phân tử của X, Y và % thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp A.

Đáp án:

Giải thích các bước giải:

`a)`

`-` Xét `6,6g` hơi `X` có thể tích `2,464` lít tại đktc

`n_X = (2,464)/(22,4) = 0,11 ( mol )`

`M_X = (6,6)/(0,11) = 60 ( g//mol )`

`-` Xét giai đoạn đốt cháy `X :`

`n_(O_2) = (11,76)/(22,4) . 1/5 = 0,105 ( mol )`

`n_(CaCO_3) = (10,5)/(100) = 0,105 ( mol )`

`Δm = 3,99 = 10,5 - ( m_(CO_2) + m_(H_2O) )`

`-> m_(CO_2) + m_(H_2O) = 6,51`

Bảo toàn `C : n_(CO_2) = n_(CaCO_3) = 0,105 ( mol )`

`-> 0,105 . 44 + m_(H_2O) = 6,51 -> n_(H_2O) = 0,105 ( mol )`

Vì `2n_(CO_2) + n_(H_2O) = 0,315 > 0,21 = 2n_(O_2) -> X` gồm `C;H;O`

`n_(O(.)X) = 0,315 - 0,21 = 0,105 ( mol )`

Giả sử `X` có dạng `C_xH_yO_z`

`-> x : y : z = n_(CO_2) : ( 2n_(H_2O) ) : n_(O(.)X)`

`= 0,105 : ( 2 . 0,105 ) : 0,105 = 1 : 2 : 1`

`-> X` có dạng `(CH_2O)_n`

`M_X = 30n = 60 -> n = 2`

Vậy công thức phân tử `X` là `C_2H_4O_2`

`b)`

`n_A = (6,72)/(22,4) = 0,3 ( mol )`

`n_B = (11,2)/(22,4) = 0,5 ( mol )`

`M_B = 2 . 9,84 = 19,68 ( g//mol )`

Gọi công thức tương đương hỗn hợp `A` là `C_nH_(2n+2)`

Gọi công thức tương đương hỗn hợp `B` là `C_mH_(2m+2-2k)`

`k = n_B - n_A = 0,5 - 0,3 = 0,2 ( mol )`

`-> B` có dạng `C_mH_(2m+1,6)`

`-> 12m + 2m + 1,6 =  19,68 -> m = (226)/(175)`

Bảo toàn `C : 0,3 . n = (226)/(175) . 0,5 -> n ≈ 2,15`

Vì `X;Y` là hai hydrocarbon đồng đẳng kế tiếp trong alkane nên hai hydrocarbon đó là `:`

`C_2H_6 ; C_3H_8`

Gọi `n_(C_2H_6) = x ; n_(C_3H_8) = y`

`n_A = x + y = 0,3 ( mol )`

`m_B = 0,5 . 19,68 = 9,84 ( g )`

Bảo toàn khối lượng `: 30x + 44y = 9,84`

Hai phương trình trên `-> x = 0,24 ; y = 0,06 ( mol )`

`%V_(C_2H_6) = (0,24)/(0,3) . 100% = 80%`

`%V_(C_3H_8) = 100% - 80% = 20%`