Hydrocarbon X mạch hở có khối lượng phân tử bằng 68 đvC. X phản ứng hoàn toàn với H2 dư xúc tác Ni, to tạo ra Y. Cả X và Y đều có mạch phân nhánh. Viết công thức cấu tạo của các chất.

Để giải bài toán này, ta cần xác định công thức phân tử của hydrocarbon X dựa trên khối lượng phân tử và tính chất của nó. 1. **Xác định công thức phân tử của X**: Khối lượng phân tử của X là 68 đvC. Các hydrocarbon thường có công thức chung là C_nH_m, và từ khối lượng phân tử ta có thể tính toán: - C: 12 đvC - H: 1 đvC Giả sử công thức phân tử là C_nH_m, thì: \[ 12n + m = 68 \] Ta cũng biết rằng với hydrocarbon mạch hở, nó có thể có dạng ankan (CnH2n+2), anken (CnH2n), hoặc alkyn (CnH2n-2). 2. **Tính số nguyên tử C và H**: - Nếu là ankan: \( m = 2n + 2 \) => \( 12n + 2n + 2 = 68 \) => \( 14n + 2 = 68 \) => \( 14n = 66 \) => \( n = 4.71 \) (không hợp lệ). - Nếu là anken: \( m = 2n \) => \( 12n + 2n = 68 \) => \( 14n = 68 \) => \( n = 4.86 \) (không hợp lệ). - Nếu là alkyn: \( m = 2n - 2 \) => \( 12n + (2n - 2) = 68 \) => \( 14n - 2 = 68 \) => \( 14n = 70 \) => \( n = 5 \). Vậy có thể là một hợp chất chứa 5 nguyên tử carbon. Thay \( n = 5 \) vào công thức alkyn: \[ m = 2(5) - 2 = 8 \] Do đó, công thức phân tử của X là C5H8. 3. **Tìm công thức cấu tạo của X**: X có thể có nhiều cấu trúc, nhưng một cấu trúc phổ biến cho C5H8 là 2-pentyn (mạch hở có nhánh): \[ \text{CH}_3-\text{C} \equiv \text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \] 4. **Phản ứng với H2**: Khi X (2-pentyn) phản ứng với H2 trong điều kiện xúc tác Ni, nó sẽ tạo thành 2-pentane (C5H12): \[ \text{CH}_3-\text{C} \equiv \text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 + 2 \text{H}_2 \xrightarrow{\text{Ni}} \text{CH}_3-\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \] (Ở đây, bạn có thể vẽ cấu trúc phân tử để hình dung rõ hơn). 5. **Kết luận**: - Hydrocarbon X là 2-pentyn: \(\text{C}_5\text{H}_8\) (cấu trúc: CH3-C≡C-CH2-CH3). - Sản phẩm Y sau phản ứng là 2-pentane: \(\text{C}_5\text{H}_{12}\) (cấu trúc: CH3-CH-CH2-CH3 với nhánh). Hy vọng giải thích trên giúp bạn hiểu rõ hơn về bài toán này!