Bài 27.6 trang 42 SBT hóa học 11

Đề bài

Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai ankan. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M cần dùng vừa hết 63,28 lít không khí (đktc). Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)₂ lấy dư, thu được 36,00 g chất kết tủa.

1. Tính khối lượng hỗn hợp M biết rằng oxi chiếm 20,00% thể tích không khí.

2. Xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M nếu biết thêm rằng hai ankan khác nhau 2 nguyên tử cacbon.

Số mol \({O_2}\) : \(\dfrac{{63,28.20}}{{100.22,4}}\) = 0,565 (mol)

Số mol \(C{O_2}\) = số mol \(CaC{O_3}\) = \(\dfrac{{36}}{{100}}\) = 0,36 (mol).

Cách 1:

1. \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \dfrac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)

       a mol           \(\dfrac{{3\overline n + 1}}{2}\)a mol     \({\overline n }\)a mol

\(\left\{ \begin{array}{l}\dfrac{{(3\overline n + 1)a}}{2} = 0,565\\\overline n a = 0,36\end{array} \right. \Rightarrow a = {5.10^{ - 2}};\overline n = 7,2\)

Khối lượng hỗn hợp M= (14\({\overline n }\) + 2)a = (14 . 7,2 + 2) . 5.10^-2 =5,14(g).

2. Vì \({\overline n }\) = 7,2 và hai ankan khác nhau hai nguyên tử cacbon nên có hai cặp chất phù hợp :

- \({C_6}{H_{14}}\) (x mol) và \({C_8}{H_{18}}\) (y mol).

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y = {5.10^{ - 2}}\\86{\rm{x}} + 114y = 5,14\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = {2.10^{ - 2}}\\y = {3.10^{ - 2}}\end{array} \right.\)

\({C_7}{H_{16}}\) (x mol) và \({C_9}{H_{20}}\) (y mol).

\(\left\{ \begin{array}{l}x + y = {5.10^{ - 2}}\\100{\rm{x}} + 128y = 5,14\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}x = {4,5.10^{ - 2}}\\y = {5.10^{ - 2}}\end{array} \right.\)

Nếu n = 6:

% về khối lượng của \({C_6}{H_{14}}\) trong hỗn hợp M : \(\dfrac{{{{2.10}^{ - 2}}.86}}{{5,14}}.100\% = 33,46\% \)

% về khối lượng của \({C_8}{H_{18}}\) trong hỗn hợp M : 100% - 33,46% = 66,54%

Nếu n = 7:

Thành phần phần trăm về khối lượng của \({C_7}{H_{16}}\) trong hỗn hợp : \(\dfrac{{{{4,5.10}^{ - 2}}}}{{5,14}}.100\% = 87,55\% \)

Thành phần phần trăm về khối lượng của \({C_9}{H_{20}}\) trong hỗn hợp : 100% - 87,55% = 12,45%

Cách 2:

1. Trong 0,36 mol CO₂, khối lượng cacbon : 0,36 . 12 = 4,32 (g) và khối lượng oxi: 0,36 . 32 = 11,52 (g).

Khối lượng oxi trong nước là : 0,565 . 32, - 11,52 = 6,56 (g).

Khối lương hiđro (trong nước) : \(\dfrac{{6,56.2}}{{16}} = 0,82(g).\)

Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H = 4,32 + 0,82 = 5,14 (g)

2. Khi đốt 1 mol ankan, số mol H₂O tạo ra nhiều hơn số mol CO₂ là 1 mol. Khi đốt hỗn hợp M, số mol H₂O nhiều hơn số mol CO₂: \(\dfrac{{0,82}}{2} - 0,36 = {5.10^{ - 2}}(mol).\)

Vậy, hỗn hợp M có \({5.10^{ - 2}}\) mol ankan.

Khối lượng trung bình của 1 mol ankan : \(\overline M = \dfrac{{5,14}}{{{{5.10}^{ - 2}}}} = 102,8(g)\)

14n + 2 < 102,8 < 14n + 30 \( \Rightarrow \) 5,20 < n < 7,20

Đến đây có thể tìm được công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất như ở cách thứ nhất.