Đề bài
Hỗn hợp khí A chứa nitơ và hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng. Khối lượng hỗn hợp A là 18,3 g và thể tích của nó là 11,2 lít. Trộn A với một lượng dư oxi rồi đốt cháy, thu được 11,7 gam \[{H_2}O\]và 21,28 lít CO2. Các thể tích đo ở đktc.
Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng hiđrocacbon trong hỗn hợp A.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
+] Tính số mol nitơ và số mol haihiđrocacbon.
+]Đặt lượng CxHylà a mol, lượng Cx+1Hy+2là b mol
+] Khai thác dữ kiện đề bài tìm các giá trị x, y, a, b=>công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng hiđrocacbon.
Lời giải chi tiết
Số mol\[C{O_2} = \dfrac{{21,28}}{{22,4}} = 0,95[mol]\]
Khối lượng Ctrong A là : 0,95.12 = 11,4 [g].
Số mol\[{H_2}O = \dfrac{{11,7}}{{18}} = 0,65[mol]\]
Khối lượng H trong A là : 0,65.2 = 1,3 [g].
Tổng khối lượng của C và H chính là tổng khối lượng 2 hiđrocacbon. Vậy, khối lượng N2trong hỗn hợp A là : 18,30 - [11,4 + 1,3] = 5,6 [g]
Số mol\[{N_2} = \dfrac{{5,6}}{{28}} = 0,2[mol]\]
Số mol 2 hidrocacbon =\[\dfrac{{11,2}}{{22,4}} - 0,2 = 0,3[mol]\]
Đặt lượng CxHylà a mol, lượng Cx+1Hy+2là b mol :
a + b = 0,2 [1]
Số mol C = số mol CO2, do đó :
xa + [x + 1]b = 0,95 [2]
Số mol H = 2. số mol \[{H_2}O\], do đó :
ya + [y+ 2]b = 2.0,65= 1,3
Từ [2] ta có x[a + b] + b = 0,95 \[ \Rightarrow \]b = 0,95 - 0,3x
Vì 0 < b < 0,3, nên 0 < 0,95 - 0,3x < 0,3
Từ đó tìm được 2,16 < x < 3,16 \[ \Rightarrow \]x = 3.
\[ \Rightarrow \]\[b = 0,95 - 3.0,3 = {5.10^{ - 2}} \Rightarrow a = 0,3 - 0,05 = 0,25\]
Thay giá trị tìm được của a và b vào [3], ta có y = 4.
% về khối lượng củaC3H4 trong hỗn hợp A :\[\dfrac{{0,25.40}}{{18,3}}\]. 100% = 54,6%
% về khối lượng của C4H6trong hỗn hợp A :\[\dfrac{{0,05.54}}{{18,3}}\]. 100% = 14,7%