Bài 9.12 trang 19 SBT Hóa học 12

Đề bài

Hỗn hợp khí A chứa metylamin và hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Lấy 100 ml A trộn với 470 ml oxi (lấy dư) rồi đốt cháy. Thể tích hỗn hợp khí và hơi sau phản ứng là 615 ml ; loại bỏ hơi nước thì còn lại 345 ml ; dẫn qua dung dịch NaOH dư thì còn lại 25 ml. Các thể tích đo ở cùng điều kiện. Xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích từng hiđrocacbon trong A.

Lời giải chi tiết

Thể tích hơi nước : \(615 - 345 = 270\; (ml)\)

Thể tích khí CO₂ : \(345 - 25 = 320\; (ml).\)

Để tạo ra 320 ml CO₂ cần 320 ml O₂ (vì để tạo ra 1 mol CO₂ cần 1 mol O₂).

Để tạo ra 270 ml hơi nước cần 135 ml O₂ (vì để tạo ra 1 mol H₂O cần 0,5 mol O₂).

Thể tích O₂ tham gia phản ứng : \(320 + 135 = 455\; (ml).\)

Thể tích O₂ còn dư :\( 470 - 455 = 15\; (ml)\) 

Thể tích N₂: 25 - 15= 10 (ml).

Thể tích CH₃NH₂ \( = 2 \times {V_{{N_2}}} = 2 \times 10 = 20ml\) 

Thể tích hai hiđrocacbon :\( 100 - 20 = 80\; (ml).\)

Khi đốt 20 ml CH₃NH₂ tạo ra 20 ml CO₂ và 50 ml hơi nước.

Khi đốt 80 ml hiđrocacbon tạo ra 300 ml CO₂ và 220 ml hơi nước.

Đặt công thức chung của hai hiđrocacbon là \(C_\overline{x}H_\overline{y}\)

Bảo toàn nguyên tố C và H của CxHy ta có:

\(\overline{x} = \dfrac{{300}}{{80}} = 3.75\)

\(\overline{y} = \dfrac{{220\times\ {2}}}{{80}} = 5,5\)

Vậy một hiđrocacbon có 3 nguyên tử cacbon và một hiđrocacbon có 4 nguyên tử cacbon.

Hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng khác nhau 2 nguyên tử hiđro và số nguyên tử hiđro trong mỗi phân tử hiđrocacbon phải là số chẵn. Vì vậy, với y = 5,5, có thể biết được một chất có 4 và một chất có 6 nguyên tử hiđro.

Đặt thể tích C₃H₄ là a ml, thể tích C₄H₆ là b ml, ta có : \(a + b = 80\; (1)\)

Thể tích CO₂ là : \(3a + 4b = 300\; (2)\)

Từ (1) và (2) → \(a = 20\; ; b = 60\)

Vậy C₃H₄ chiếm 20% và C₄H₆ chiếm 60% thể tích của hỗn hợp.

m