Google
Câu hỏi: Hỗn hợp khí A chứa propan và một amin đơn chức. Lấy 6 lít A trộn với 30 lít oxi rồi đốt. Sau phản ứng thu được 43 lít hỗn hợp gồm hơi nước, khí cacbonic, nitơ và oxi còn dư. Dẫn hỗn hợp này qua H2SO4 đặc thì thể tích còn lại 21 lít, sau đó cho qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 7 lít. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo và tên của amin trong hỗn hợp A.
Phương pháp giải
- Gọi công thức phân tử của amin
- Tính số mol $CO_2, H_2O$ $\Rightarrow$ bảo toàn nguyên tố Oxi tính số mol oxi phản ứng $\Rightarrow$ số mol oxi dư $\Rightarrow$ số mol khí nitơ $\Rightarrow$ số mol amin, propan $\Rightarrow$ số mol H2O và CO2 do amin sinh ra
- Biện luận tìm CTPT amin.
Lời giải chi tiết
$C_3H_8+5 O_2 \xrightarrow{{t^0}}3 CO_2+4 H_2O$
$C_xH_yN+\left(x+\dfrac{{y}}{{4}}\right) O_2\xrightarrow{{t^0}}$
$x CO_2+\dfrac{{y}}{{2}} H_2O+\dfrac{{1}}{{2}} N_2$
Hỗn hợp gồm hơi nước, khí cacbonic, nitơ và oxi còn dư. Dẫn hỗn hợp này qua H2SO4 đặc thì thể tích còn lại 21 lít, sau đó cho qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 7 lít.
$n H_2O+H_2SO_4\Rightarrow H_2SO_4.nH_2O$
$NaOH+CO_2 \Rightarrow Na_2CO_3+H_2O$
Thể tích hơi nước : $43 - 21 =22 \left(lít\right)$
Thể tích CO2: $21 - 7 = 14 \left(lít\right)$
Để tạo ra 22 lít hơi nước cần 11 lít O2 (vì để tạo ra 1 mol H2O cần 0,5 mol O2)
Để tạo ra 14 lít CO2 cần 14 lít O2 (vì để tạo ra 1 mol CO2 cần 1 mol O2) Thể tích O2 đã tham gia phản ứng là: $14 + 11 = 25 \left(lít\right)$
Thể tích $O_2$ còn dư : $30- 25 = 5 \left(lít\right)$
Thể tích $N_2$ : $7 - 5 = 2 \left(lít\right)$
Thể tích $C_xH_yN$ $= 2\times {V_{{N_2}}}=4 \left(lít\right)$
Thể tích $C_3H_8$ $= 6-4 = 2 \left(lít\right)$
Khi đốt 2 lít C3H8 thu được 6 lít CO2 và 8 lít hơi nước. Vậy khi đốt 4 lít $ C_xH_yN$ thu được $14-6 = 8 \left(lít\right)$ CO2 và $22 - 8 = 14 \left(lít\right)$ hơi nước.
$ \Rightarrow x = \dfrac{8}{4} = 2; y = \dfrac{{14 \times 2}}{4} = 7$
Công thức phân tử của amin là $C_2H_7N$.
Các công thức cấu tạo :
$CH_3-CH_2-NH_2$ (etylamin);
$CH_3-NH-CH_3$ (đimetylamin)
- Gọi công thức phân tử của amin
- Tính số mol $CO_2, H_2O$ $\Rightarrow$ bảo toàn nguyên tố Oxi tính số mol oxi phản ứng $\Rightarrow$ số mol oxi dư $\Rightarrow$ số mol khí nitơ $\Rightarrow$ số mol amin, propan $\Rightarrow$ số mol H2O và CO2 do amin sinh ra
- Biện luận tìm CTPT amin.
Lời giải chi tiết
$C_3H_8+5 O_2 \xrightarrow{{t^0}}3 CO_2+4 H_2O$
$C_xH_yN+\left(x+\dfrac{{y}}{{4}}\right) O_2\xrightarrow{{t^0}}$
$x CO_2+\dfrac{{y}}{{2}} H_2O+\dfrac{{1}}{{2}} N_2$
Hỗn hợp gồm hơi nước, khí cacbonic, nitơ và oxi còn dư. Dẫn hỗn hợp này qua H2SO4 đặc thì thể tích còn lại 21 lít, sau đó cho qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 7 lít.
$n H_2O+H_2SO_4\Rightarrow H_2SO_4.nH_2O$
$NaOH+CO_2 \Rightarrow Na_2CO_3+H_2O$
Thể tích hơi nước : $43 - 21 =22 \left(lít\right)$
Thể tích CO2: $21 - 7 = 14 \left(lít\right)$
Để tạo ra 22 lít hơi nước cần 11 lít O2 (vì để tạo ra 1 mol H2O cần 0,5 mol O2)
Để tạo ra 14 lít CO2 cần 14 lít O2 (vì để tạo ra 1 mol CO2 cần 1 mol O2) Thể tích O2 đã tham gia phản ứng là: $14 + 11 = 25 \left(lít\right)$
Thể tích $O_2$ còn dư : $30- 25 = 5 \left(lít\right)$
Thể tích $N_2$ : $7 - 5 = 2 \left(lít\right)$
Thể tích $C_xH_yN$ $= 2\times {V_{{N_2}}}=4 \left(lít\right)$
Thể tích $C_3H_8$ $= 6-4 = 2 \left(lít\right)$
Khi đốt 2 lít C3H8 thu được 6 lít CO2 và 8 lít hơi nước. Vậy khi đốt 4 lít $ C_xH_yN$ thu được $14-6 = 8 \left(lít\right)$ CO2 và $22 - 8 = 14 \left(lít\right)$ hơi nước.
$ \Rightarrow x = \dfrac{8}{4} = 2; y = \dfrac{{14 \times 2}}{4} = 7$
Công thức phân tử của amin là $C_2H_7N$.
Các công thức cấu tạo :
$CH_3-CH_2-NH_2$ (etylamin);
$CH_3-NH-CH_3$ (đimetylamin)