Một bình kín dung tích 5,6 lít có chứa hỗn hợp hơi của hai ancol đơn chức và 3,2 g O₂. Nhiệt độ trong bình là 109,2°C, áp suất trong bình là 0,728 atm.

Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hai ancol, sau phản ứng nhiệt độ trong bình là 136,5°C và áp suất là p atm.

Dẫn các chất trong bình sau phản ứng qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc (dư), sau đó qua bình (2) đựng dung dịch NaOH (dư), thấy khối lượng bình (1) tăng 1,26 g, khối lượng bình (2) tăng 2,2 g.

1. Tính p, biết rằng thể tích bình không đổi.

2. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, phần trăm khối lượng và gọi tên từng chất trong hỗn hợp ancol biết rằng số mol của ancol có phân tử khối nhỏ hơn gấp 2 lần số mol của ancol có phân tử khối lớn hơn.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

1. +) Đổi thể tích hỗn hợp khí trong bình trước phản ứng về đktc dựa vào công thức: \({V_o} = \dfrac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}}.\dfrac{{{T_o}}}{{{p_o}}}\)

+) Tính số mol các chất trước phản ứng.

+) Viết PTHH:

\(\begin{array}{l}
{C_x}{H_y}O + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\\
{C_{x'}}{H_{y'}}O + (x' + \dfrac{{y'}}{4} - \dfrac{1}{2}){O_2} \to x'C{O_2} + \dfrac{{y'}}{2}{H_2}O\\
{H_2}S{O_4} + n{H_2}O \to {H_2}S{O_4}.n{H_2}O\\
2NaOH + C{O_2} \to N{a_2}C{O_3} + {H_2}O
\end{array}\)

+) Dựa theo PTHH, tính toán, tính số mol các chất sau phản ứng.

+) Dựa vào công thức : \(\dfrac{{pV}}{T} = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}} \Rightarrow p = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}}.\dfrac{T}{V}\)=> p

2. +) Giả sử C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O ; như vậy số mol C_xH_yO sẽ là 0,02 và số mol C_x'H_y'O là 0,01.

+) Biện luận x, y, và x', y' theo dữ kiện đề bài => trả lời yêu cầu bài toán.

Lời giải chi tiết

1. Đổi thể tích hỗn hợp khí trong bình trước phản ứng về đktc :

\({V_o} = \dfrac{{{p_1}{V_1}}}{{{T_1}}}.\dfrac{{{T_o}}}{{{p_o}}} = \dfrac{{0,728.5,6}}{{273 + 109,2}}.\dfrac{{273}}{1}\) = 2,912 (lít)

Số mol các chất trong bình trước phản ứng là : \(\dfrac{{2,912}}{{22,4}}\) = 0,13 (mol).

Số mol O₂ = \(\dfrac{{3,2}}{{32}}\) = 0,1 (mol) \( \Rightarrow \) Số mol 2 ancol = 0,13 - 0,1 = 0,03 (mol).

Khi 2 ancol cháy :

Số mol H₂O là : \(\dfrac{{1,26}}{{18}}\) = 0,07 (mol) ;

Số mol \(C{O_2}\) là : \(\dfrac{{2,2}}{{44}}\) = 0,05 (mol).

Theo định luật bảo toàn khối lượng :

\({m_{{O_2}du}} = {m_{{O_2}ban{\rm{d}}au}} + {m_{Ot{\rm{r}}ong{\rm{a}}ncol}} - {m_{Ot{\rm{r}}ong{H_2}O}} - {m_{Ot{\rm{r}}ongC{O_2}}}\)

= 3,2 + 0,03.16 - 0,07.16 - 0,05.32 = 0,96 (g).

Số mol O₂ còn dư : \(\dfrac{{0,96}}{{32}}\) = 0,03 (mol).

Tổng số mol các chất trong bình sau phản ứng :

0,07 + 0,05 + 0,03 = 0,15 (mol).

Thể tích của 0,15 mol khí ở đktc là : V₀ = 0,15.22,4 = 3,36 (lít).

Thực tế, sau phản ứng V = 5,6 lít.

\(\dfrac{{pV}}{T} = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}} \Rightarrow p = \dfrac{{{P_o}V{'_o}}}{{{T_o}}}.\dfrac{T}{V} = \dfrac{{1.3,36}}{{273}}.\dfrac{{(273 + 136,5)}}{{5,6}} = 0,9(atm)\)

2. Giả sử C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O ; như vậy số mol C_xH_yO sẽ là 0,02 và số mol C_x'H_y'O là 0,01.

Số mol CO₂ sẽ là 0,02x + 0,01x' = 0,05 (mol) hay 2x + x' = 5.

x và x' là số nguyên : x = 1 ; x' = 3

hoặc x = 2 ; x' = 1

Cặp x = 2 ; x' = 1 loại vì trái với điều kiện : C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O

Vậy, một ancol là \(C{H_4}O\) và chất còn lại \({C_3}{H_{y'}}O\).

Số mol H₂O là 0,02.2 + 0,01.\(\dfrac{{y'}}{2}\) = 0,07 (mol).

\( \Rightarrow \) y' = 6 \( \Rightarrow \) Ancol còn lại là C₃H₆0.

% về khối lượng của \(C{H_4}O\) hay CH₃ - OH (ancol metylic) :

\(\dfrac{{0,02.32}}{{0,02.32 + 0,01.58}}\).100% = 52,46%.

% về khối lượng của C₃H₆O hay CH₂ = CH - CH₂ - OH (ancol anlylic) : 100,00% - 52,46% = 47,54%.

Fqa.vn

Bình luận (0)

Bạn cần đăng nhập để bình luận

Gợi ý sách

Xem thêm

Bạn có câu hỏi cần được giải đáp?

Bộ sách liên quan

FQA.vn Nền tảng kết nối cộng đồng hỗ trợ giải bài tập học sinh trong khối K12. Sản phẩm được phát triển bởi CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ GIA ĐÌNH (FTECH CO., LTD)

Điện thoại: 1900636019 Email: info@fqa.vn

Địa chỉ: Số 21 Ngõ Giếng, Phố Đông Các, Phường Ô Chợ Dừa, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam.

Liên kết · Hỏi đáp bài tập · Giải bài tập SGK · Cẩm nang · Đề ôn luyện

hỗ trợ · Điều khoản & chính sách · Sitemap · Liên hệ · Hướng dẫn sử dụng · Đánh giá và góp ý

Tải ứng dụng FQA

Người chịu trách nhiệm quản lý nội dung: Nguyễn Tuấn Quang Giấy phép thiết lập MXH số 07/GP-BTTTT do Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 05/01/2024