Google
Câu hỏi: Hỗn hợp khí A chứa metylamin và hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Lấy 100 ml A trộn với 470 ml oxi (lấy dư) rồi đốt cháy. Thể tích hỗn hợp khí và hơi sau phản ứng là 615 ml; loại bỏ hơi nước thì còn lại 345 ml; dẫn qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 25 ml. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích từng hiđrocacbon trong A.
Phương pháp giải
- Bảo toàn nguyên tố Oxi tính số mol oxi dư $\Rightarrow$ số mol nitơ $\Rightarrow$ số mol amin $\Rightarrow$ số mol hiđrocacbon $\Rightarrow$ số mol H2O và CO2 do hiđrocacbon sinh ra.
- Gọi CTTB của hiđrocacbon $\Rightarrow$ $\overline{x},\overline{y}$
- Biện luận tìm hai hiđrocacbon
- Đăt ẩn lập hệ phương trình tìm số mol hiđrocacbon
Lời giải chi tiết
Thể tích hơi nước : $615 - 345 = 270 \left(ml\right)$
Thể tích khí CO2 : $345 - 25 = 320 \left(ml\right).$
Để tạo ra 320 ml CO2 cần 320 ml O2 (vì để tạo ra 1 mol CO2 cần 1 mol O2).
Để tạo ra 270 ml hơi nước cần 135 ml O2 (vì để tạo ra 1 mol H2O cần 0,5 mol O2).
Thể tích O2 tham gia phản ứng : $320 + 135 = 455 \left(ml\right).$
Thể tích O2 còn dư : $ 470 - 455 = 15 \left(ml\right)$
Thể tích N2: 25 - 15= 10 (ml).
Thể tích CH3NH2 $ = 2 \times {V_{{N_2}}} = 2 \times 10 = 20ml$
Thể tích hai hiđrocacbon : $ 100 - 20 = 80 \left(ml\right).$
Khi đốt 20 ml CH3NH2 tạo ra 20 ml CO2 và 50 ml hơi nước.
Khi đốt 80 ml hiđrocacbon tạo ra 300 ml CO2 và 220 ml hơi nước.
Đặt công thức chung của hai hiđrocacbon là $C_\overline{x}H_\overline{y}$
Bảo toàn nguyên tố C và H của CxHy ta có:
$\overline{x} = \dfrac{{300}}{{80}} = 3.75$
$\overline{y} = \dfrac{{220\times\ {2}}}{{80}} = 5,5$
Vậy một hiđrocacbon có 3 nguyên tử cacbon và một hiđrocacbon có 4 nguyên tử cacbon.
Hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng khác nhau 2 nguyên tử hiđro và số nguyên tử hiđro trong mỗi phân tử hiđrocacbon phải là số chẵn. Vì vậy, với y = 5,5, có thể biết được một chất có 4 và một chất có 6 nguyên tử hiđro.
Đặt thể tích C3H4 là a ml, thể tích C4H6 là b ml, ta có : $a + b = 80 \left(1\right)$
Thể tích CO2 là : $3a + 4b = 300 \left(2\right)$
Từ (1) và (2) → $a = 20 ; b = 60$
Vậy C3H4 chiếm 20% và C4H6 chiếm 60% thể tích của hỗn hợp.
- Bảo toàn nguyên tố Oxi tính số mol oxi dư $\Rightarrow$ số mol nitơ $\Rightarrow$ số mol amin $\Rightarrow$ số mol hiđrocacbon $\Rightarrow$ số mol H2O và CO2 do hiđrocacbon sinh ra.
- Gọi CTTB của hiđrocacbon $\Rightarrow$ $\overline{x},\overline{y}$
- Biện luận tìm hai hiđrocacbon
- Đăt ẩn lập hệ phương trình tìm số mol hiđrocacbon
Lời giải chi tiết
Thể tích hơi nước : $615 - 345 = 270 \left(ml\right)$
Thể tích khí CO2 : $345 - 25 = 320 \left(ml\right).$
Để tạo ra 320 ml CO2 cần 320 ml O2 (vì để tạo ra 1 mol CO2 cần 1 mol O2).
Để tạo ra 270 ml hơi nước cần 135 ml O2 (vì để tạo ra 1 mol H2O cần 0,5 mol O2).
Thể tích O2 tham gia phản ứng : $320 + 135 = 455 \left(ml\right).$
Thể tích O2 còn dư : $ 470 - 455 = 15 \left(ml\right)$
Thể tích N2: 25 - 15= 10 (ml).
Thể tích CH3NH2 $ = 2 \times {V_{{N_2}}} = 2 \times 10 = 20ml$
Thể tích hai hiđrocacbon : $ 100 - 20 = 80 \left(ml\right).$
Khi đốt 20 ml CH3NH2 tạo ra 20 ml CO2 và 50 ml hơi nước.
Khi đốt 80 ml hiđrocacbon tạo ra 300 ml CO2 và 220 ml hơi nước.
Đặt công thức chung của hai hiđrocacbon là $C_\overline{x}H_\overline{y}$
Bảo toàn nguyên tố C và H của CxHy ta có:
$\overline{x} = \dfrac{{300}}{{80}} = 3.75$
$\overline{y} = \dfrac{{220\times\ {2}}}{{80}} = 5,5$
Vậy một hiđrocacbon có 3 nguyên tử cacbon và một hiđrocacbon có 4 nguyên tử cacbon.
Hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng khác nhau 2 nguyên tử hiđro và số nguyên tử hiđro trong mỗi phân tử hiđrocacbon phải là số chẵn. Vì vậy, với y = 5,5, có thể biết được một chất có 4 và một chất có 6 nguyên tử hiđro.
Đặt thể tích C3H4 là a ml, thể tích C4H6 là b ml, ta có : $a + b = 80 \left(1\right)$
Thể tích CO2 là : $3a + 4b = 300 \left(2\right)$
Từ (1) và (2) → $a = 20 ; b = 60$
Vậy C3H4 chiếm 20% và C4H6 chiếm 60% thể tích của hỗn hợp.