Hỗn hợp M chứa ba hợp chất hữu cơ X, Y và Z. Hai chất X và Y kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng ( \({M_Y} > {M_X}\) ). Chất Z là đồng phân của chất Y.

Nếu làm bay hơi 3,2 g M thì thể tích hơi thu được đúng bằng thể tích của 1,68g khí nitơ ở cùng điều kiện.

Để đốt cháy hoàn toàn 16g M cần dùng vừa hết 23,52 lít \({O_2}\) (đktc). Sản phẩm cháy chỉ có \(C{O_2}\) và \({H_2}O\) với số mol bằng nhau.

Nếu cho 48g M tác dụng với Na(lấy dư), thu được 1,68 lít \({H_2}\)(đktc).

Hãy xác địng công thức phân tử, công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+) Đặt công thức chất X là C_xH_yO_z thì chất Y là C_x+1H_y+2O_z. Chất Z là đồng phân của Y nên CTPT giống chất Y.

+) Giả sử trong 16 g hỗn hợp M có a mol chất X và b mol hai chất Y và Z

+) Viết PTHH:

\({C_x}{H_y}{O_z} + (x + \frac{y}{4} - \dfrac{z}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \frac{y}{2}{H_2}O\)

\({C_{x + 1}}{H_{y + 2}}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2} + 1,5){O_2}\)\( \to (x + 1)C{O_2} + \dfrac{{y + 2}}{2}{H_2}O\)

+) Dựa vào dữ kiện đề bài và PTHH, lập hpt ẩn x, y, z, a, b.

+) Biện luận và giải hpt => CTPT của X, Y, Z.

+) Tính phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M.

Lời giải chi tiết

Số mol 3 chất trong 3,20 g hỗn hợp M : \(\dfrac{{1,68}}{{28}}\) = 0,06 (mol).

Số mol 3 chất trong 16 g M : \(\dfrac{{0,06.16}}{{3,2}}\) = 0,3 (mol)

Khi đốt hỗn hợp M ta chỉ thu được CO₂ và H₂O.

Vậy, các chất trong hỗn hợp đó chỉ có thể chứa C, H và O.

Đặt công thức chất X là C_xH_yO_z thì chất Y là C_x+1H_y+2O_z. Chất Z là đồng phân của Y nên công thức phân tử giống chất Y.

Giả sử trong 16 g hỗn hợp M có a mol chất X và b mol hai chất Y và Z :

\(\left\{ \begin{array}{l}
a + b = 0,3(1)\\
(12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}})a + (12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}} + 14)b = 16(2)
\end{array} \right.\)

Khi đốt 16 g M thì tổng khối lượng CO₂ và H₂O thu được bằng tổng khối lượng của M và O₂ và bằng :

\(16 + \dfrac{{23,52}}{{22,4}}.32 = 49,6(g)\)

Mặt khác, số mol CO₂ = số mol H₂O = n :

44n + 18n = 49,6 \( \Rightarrow \) n = 0,8

\({C_x}{H_y}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \dfrac{y}{2}{H_2}O\)

a mol xa mol \(\dfrac{y}{2}\)a mol

\({C_{x + 1}}{H_{y + 2}}{O_z} + (x + \dfrac{y}{4} - \dfrac{z}{2} + 1,5){O_2}\)\( \to (x + 1)C{O_2} + \dfrac{{y + 2}}{2}{H_2}O\)

b mol (x + 1)b mol \(\dfrac{{y + 2}}{2}\)b mol

Số mol CO₂ là : xa + (x + 1)b = 0,8 (mol) (3)

Số mol H₂O là : \(\dfrac{{y{\rm{a}} + (y + 2)b}}{2}\) = 0,8 (mol)

do đó : ya + (y + 2)b = 1,6 (4)

Giải hệ phương trình :

Biến đổi (3) ta có x(a + b) + b = 0,8

Vì a + b = 0,3 nên b = 0,8 - 0,3x

Vì 0 < b < 0,3 nên 0 < 0,8 - 0,3x < 0,3 \( \Rightarrow \) 1,66 < x < 2,66

x nguyên \( \Rightarrow \) x = 2 \( \Rightarrow \) b = 0,8 - 0,3.2 = 0,2

\( \Rightarrow \) a = 0,3 - 0,2 = 0,1

Thay giá trị của a và b vào (4), tìm được y = 4.

Thay giá trị của a, b, x và y vào (2), tìm được z = 1.

Vậy chất X có CTPT là C₂H₄O, hai chất Y và Z có cùng CTPT là C₃H₆O.

Chất X chỉ có thể có CTCT là (etanal) vì chất CH₂ = CH - OH không bền và chuyển ngay thành etanal.

Chất Y là đồng đẳng của X nên CTCT là (propanal).

Hỗn hợp M có phản ứng với Na. Vậy, chất Z phải là ancol CH₂ = CH - CH₂ - OH (propenol) :

2CH₂ = CH - CH₂ - OH + 2Na \( \to \) 2CH₂ = CH - CH₂ - ONa + H_{2\( \uparrow \)}

Số mol Z trong 48 g M là : 2.số mol H₂ = 2.\(\dfrac{{1,68}}{{22,4}}\) =0,15 (mol).

Số mol Z trong 16 g M là : \(\dfrac{{0,15.16}}{{48}}\) = 0,05 (mol)

Số mol Y trong 16 g M là : 0,2 - 0,05 = 0,15 (mol).

Thành phần khối lượng của hỗn hợp M :

Chất X chiếm : \(\dfrac{{0,1.44}}{{16}}\). 100% = 27,5%.

Chất Y chiếm : \(\dfrac{{0,15.58}}{{16}}\). 100% = 54,4%.

Chất Z chiếm : \(\dfrac{{0,05.58}}{{16}}\). 100% = 18,1%.

Fqa.vn

Báo cáo nội dung câu hỏi

Khác

Bình luận (0)

Bạn cần đăng nhập để bình luận

Xác nhận

Bạn chắc chắn muốn xóa nội dung này ?

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 · Dịch vụ FQA media

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