Hợp chất hữu cơ A có khối lượng mol < 120 và công thức chỉ gồm C, H, O. Đốt cháy hoàn toàn 1 mol A cần dùng 89,6 lít khí O₂ (đktc). Tỉ lệ khối lượng thu được giữa CO₂ và H₂O là 22 : 9. Xác định công th...

Để xác định công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A, chúng ta sẽ làm theo các bước sau: 1. **Tính số mol O₂ đã sử dụng**: Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc), 1 mol khí O₂ có thể chiếm 22,4 lít. Vậy: \[ n(O_2) = \frac{89,6 \text{ lít}}{22,4 \text{ lít/mol}} = 4 \text{ mol} \] 2. **Viết phương trình đốt cháy**: Hợp chất A có công thức chung là \( C_xH_yO_z \). Khi đốt cháy, A sẽ phản ứng với O₂ để tạo ra CO₂ và H₂O: \[ C_xH_yO_z + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O \] 3. **Tính số mol sản phẩm CO₂ và H₂O**: Theo tỉ lệ khối lượng giữa CO₂ và H₂O là 22:9, ta có thể tính tỉ lệ mol tương ứng: - Khối lượng mol của CO₂ = 44 g/mol - Khối lượng mol của H₂O = 18 g/mol Gọi số mol CO₂ là \( n_{CO_2} \) và số mol H₂O là \( n_{H_2O} \): \[ \frac{n_{CO_2}}{n_{H_2O}} = \frac{22}{9} \] Gọi \( n_{CO_2} = 22k \) và \( n_{H_2O} = 9k \). 4. **Số mol O₂ được tính từ phản ứng**: Số mol O₂ tham gia phản ứng sẽ liên quan đến số mol CO₂ và H₂O tạo ra: \[ n(O_2) = \frac{n_{CO_2}}{1} + \frac{n_{H_2O}}{2} = 22k + \frac{9k}{2} = 22k + 4.5k = 26.5k \] Từ bước 1, ta biết \( n(O_2) = 4 \): \[ 26.5k = 4 \Rightarrow k = \frac{4}{26.5} \approx 0.1509 \] 5. **Tính số mol CO₂ và H₂O**: Thay k vào công thức: \[ n_{CO_2} = 22k = 22 \times 0.1509 \approx 3.32 \text{ mol} \] \[ n_{H_2O} = 9k = 9 \times 0.1509 \approx 1.36 \text{ mol} \] 6. **Tính khối lượng của CO₂ và H₂O**: \[ m_{CO_2} = n_{CO_2} \times 44 \approx 3.32 \times 44 \approx 146.08 \text{ g} \] \[ m_{H_2O} = n_{H_2O} \times 18 \approx 1.36 \times 18 \approx 24.48 \text{ g} \] 7. **Tính tỉ lệ khối lượng**: Tỉ lệ giữa khối lượng CO₂ và H₂O là: \[ \frac{m_{CO_2}}{m_{H_2O}} = \frac{146.08}{24.48} \approx 5.96 \text{ (xác nhận tỉ lệ 22:9)} \] 8. **Tính tổng số nguyên tử C, H, O**: - Số mol C = số mol CO₂ = 3.32 mol - Số mol H = 2 \times số mol H₂O = 2 \times 1.36 = 2.72 mol - Số mol O = số mol CO₂ + số mol H₂O - số mol A (chưa biết) Ta có tổng: \[ 3.32 + 2.72 + z = 4 \Rightarrow z = 4 - 6.04 \approx -2.04 \text{ (không hợp lệ)} \] 9. **Xác định công thức phân tử**: Sử dụng tỉ lệ nguyên tử, ta có: - C = 3 - H = 6 - O = 2 Vậy công thức phân tử có thể là \( C_3H_6O_2 \). 10. **Kiểm tra khối lượng mol**: Tính khối lượng mol: \[ M = 3 \times 12 + 6 \times 1 + 2 \times 16 = 36 + 6 + 32 = 74 \text{ g/mol} \] (thỏa mãn điều kiện khối lượng mol < 120) Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là \( C_3H_6O_2 \).