Hỗn hợp Z gồm một hiđrocacbon A và oxi (lượng oxi trong Z gấp đôi lượng oxi cần thiết để

Câu hỏi số 362158:

Vận dụng cao

Hỗn hợp Z gồm một hiđrocacbon A và oxi (lượng oxi trong Z gấp đôi lượng oxi cần thiết để đốt cháy hết A). Bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp Z, đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu. Nếu cho ngưng tụ hơi nước của hỗn hợp sau khi đốt thì thể tích giảm đi 40% (biết rằng các thể tích khí và hơi đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Trong một thí nghiệm khác, đốt cháy hoàn toàn 8,96 lít khí A (đo ở đktc) rồi cho toàn bộ sản phẩm vào dung dịch chứa 22,2 gam Ca(OH)₂ thì khối lượng của dung dịch tăng m gam. Công thức phân tử của A và giá trị của m là?

A. CH₄ và m = 10 gam

B. CH₄ và m = 12 gam

C. C₂H₆và m = 14 gam

D. C₂H₆và m = 8 gam

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:362158

Phương pháp giải

C_xH_y + (x+y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O (1)

a a(x+y/4) ax ay/2 (lít)

Theo giả thiết lượng oxi đã dùng gấp đôi lượng cần thiết và đến khi kết thúc phản ứng thì thể tích khí và hơi sau khi đốt không đổi so với ban đầu nên ta có phương trình:

\(a + 2a(x + \frac{y}{4}) = ax + a\frac{y}{2} + a(x + \frac{y}{4})\)

Sau khi ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40% nên đó là thể tích của nước.

Từ đó tìm được giá trị x và y.

Các phản ứng có thể xảy ra:

C_xH_y + (x+y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O (2)

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O (3)

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (4)

Ta tính được khối lượng dung dịch tăng theo biểu thức sau: \(({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}}) - {m_{CaC{O_3}}}\)

Từ đó xác định được giá trị m.

Giải chi tiết

1. Đặt công thức của A là: \({C_x}{H_y}\) (trong đó x và y chỉ nhận giá trị nguyên, dương) và thể tích của A đem đốt là a (lít), (a>o). Phản ứng đốt cháy A.

C_xH_y + (x+y/4)O₂ → xCO₂ + y/2 H₂O (1)

a a(x+y/4) ax ay/2 (lít)

\(a + 2a(x + \frac{y}{4}) = ax + a\frac{y}{2} + a(x + \frac{y}{4}) \Leftrightarrow y = 4\) (I)

Sau khi ngưng tụ hơi nước thì thể tích giảm 40% do vậy: \({V_{{H_2}O}} = \frac{{40}}{{100}}[a + 2a(x + \frac{y}{4})]\)

Mặt khác theo (1) thì \({V_{{H_2}O}} = a\frac{y}{2}\). Nên ta có phương trình: \(a\frac{y}{2} = \frac{{40}}{{100}}[a + 2a(x + \frac{y}{4})]\)(II)

Thay (I) vào (II) ta có => x = 1 => Công thức phân tử của A là CH₄

2. \({n_{C{H_4}}} = \frac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4(mol);{n_{Ca{{(OH)}_2}}} = \frac{{22,2}}{{74}} = 0,3(mol)\)

Các phản ứng có thể xảy ra:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O (2)

0,4 0,4 0,8 (mol)

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O (3)

0,3 0,3 0,3 (mol)

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂ (4)

0,1 0,1 0,1 (mol)

Theo (2) => n_CO2 = n_CH4 = 0,4 mol (mol). Xét tỷ lệ \(\frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{Ca{{(OH)}_2}}}}}\) ta thấy \(1 \le \frac{{0,4}}{{0,3}} \le 2\). Do vậy xảy ra cả (3) và (4). Lượng \(CaC{O_3}\) sinh ra cực đại ở (3) sau đó hòa tan một phần theo (4).

Theo (3) n_CaCO3 = n_CO2 = n_Ca(OH)2 = 0,3 mol

Số mol CO₂ tham gia phản ứng ở (4) là: (0,4 - 0,3) = 0,1 (mol). Theo (4) => n_CaCO3 = n_CO2 = 0,1 m ol.

Vậy số mol CaCO₃ không bị hòa tan sau phản ứng (4) là: n_CaCO3 = 0,3 - 0,1 = 0,2 mol.

Ta có: Δm _dd = m_CO2 + m_H2O - m_CaCO3 = 0,4.44 + 0,8.18 - 0,2.100 = 12 gam > 0

Vậy khối lượng dung dịch tăng lên 12 gam. Vậy m = 12 gam.

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.