Hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon (mạch hở, thể khí ở điều kiện thường) có công thức phân tử

Câu hỏi số 444567:

Vận dụng cao

Hỗn hợp X gồm 3 hiđrocacbon (mạch hở, thể khí ở điều kiện thường) có công thức phân tử C_nH_2n+2; C_mH_2m; C_kH_2k-2. Đốt cháy hoàn toàn 1,344 lít khí X (đktc), dẫn toàn bộ sản phẩm cháy lần lượt qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc dư; bình (2) đựng dung dịch NaOH dư. Sau thí nghiệm, khối lượng bình (1) tăng 2,52 gam; khối lượng bình (2) tăng 7,04 gam. Biết rằng số mol của C_kH_2k-2 trong X gấp 3 lần số mol của C_nH_2n+2; trong X có 2 chất có số nguyên tử cacbon bằng nhau và bằng 1/2 số nguyên tử cacbon của chất còn lại. Xác định công thức phân tử của 3 hiđrocacbon nói trên.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:444567

Phương pháp giải

Khi đốt cháy ankan: n_H2O – n_CO2 = n_ankan (C_nH_2n+2)

Khi đốt cháy anken: n_CO2 = n_H2O (C_mH_2m)

Khi đốt cháy ankin: n_CO2 – n_H2O = n_ankin (C_kH_2k-2)

Khối lượng bình (1) tăng chính là khối lượng H₂O sinh ra.

Khối lượng bình (2) tăng chính là khối lượng CO₂ sinh ra.

Giải chi tiết

* Gọi số mol của C_nH_2n+2 (ankan); C_mH_2m (anken) và C_kH_2k-2 (ankin) lần lượt là a; b và c (mol)

⟹ a + b + c = n_X = 1,344/22,4 = 0,06 (1)

Số mol của C_kH_2k-2 trong X gấp 3 lần số mol của C_nH_2n+2

⟹ c = 3a ⟹ 3a – c = 0 (2)

* X + O₂ → CO₂ + H₂O

- Khối lượng bình (1) tăng chính là khối lượng H₂O sinh ra

⟹ m_H2O = 2,52 (g) ⟹ n_H2O = 2,52/18 = 0,14 (mol)

- Khối lượng bình (2) tăng chính là khối lượng CO₂ sinh ra

⟹ m_CO2 = 7,04 (g) ⟹ n_CO2 = 0,16 (mol)

* Ta có:

Khi đốt cháy ankan: n_H2O – n_CO2 = n_ankan (C_nH_2n+2)

Khi đốt cháy anken: n_CO2 = n_H2O (C_mH_2m)

Khi đốt cháy ankin: n_CO2 – n_H2O = n_ankin (C_kH_2k-2)

⟹ Chênh lệch giữa số mol CO₂ và H₂O gây ra bởi ankan và ankin.

⟹ n_CO2 – n_H2O = n_ankin – n_ankan ⟹ c – a = 0,16 – 0,14 = 0,02 (3)

Từ (1)(2)(3) ⟹ a = 0,01; b = 0,02; c = 0,03.

* Số C trung bình trong X = 0,16/0,06 = 2,67

Mà trong X có 2 chất có số nguyên tử cacbon bằng nhau và bằng 1/2 số nguyên tử cacbon của chất còn lại.

⟹ Có 2 chất chứa 2 cacbon, chất còn lại chứa 4 cacbon.

BTNT C ⟹ n_CO2 = 0,01n + 0,02m + 0,03k = 0,16

⟹ Chỉ có bộ nghiệm n = k = 2; m = 4 là thỏa mãn

Vậy công thức phân tử của các hiđrocacbon là C₂H₆, C₄H₈ và C₂H₂.

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link