Đề bài
Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai ankan. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M cần dùng vừa hết 63,28 lít không khí (đktc). Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 lấy dư, thu được 36,00 g chất kết tủa.
1. Tính khối lượng hỗn hợp M biết rằng oxi chiếm 20,00% thể tích không khí.
2. Xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M nếu biết thêm rằng hai ankan khác nhau 2 nguyên tử cacbon.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Cách 1:
1. +) Tính số mol \({O_2}\) và \(C{O_2}\)
+) Gọi CT trung bình của 2 ankan là: \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}}\)
+) Viết PTHH:
\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \dfrac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)
+) Dựa vào PTHH lập hệ phương trình 2 ẩn, giải phương trình \( \to\) khối lượng của hỗn hợp M.
2. +) Dựa vào giá trị \(\overline n \) tìm được ở trên biện luận các trường hợp để tìm CTPT của 2 ankan.
+) Gọi số mol mỗi ankan là x, y (mol)
+) Lập hệ phương trình 2 ẩn \( \to\) phần trăm khối lượng của từng chất.
Cách 2:
1. Ta có: Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H.
2. +) Tìm khối lượng trung bình của 1 mol ankan.
+) Do hai ankan khác nhau 2 nguyên tử cacbon nên ta có phương trình: 14n + 2 < \(\overline M \) < 14n + 30
+) Biện luận để tìm n \( \to\) phần trăm khối lượng của từng chất.
Lời giải chi tiết
Số mol \({O_2}\) : \(\dfrac{{63,28.20}}{{100.22,4}}\) = 0,565 (mol)
Số mol \(C{O_2}\) = số mol \(CaC{O_3}\) = \(\dfrac{{36}}{{100}}\) = 0,36 (mol).
Cách 1:
1. \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \dfrac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)
a mol \(\dfrac{{3\overline n + 1}}{2}\)a mol \({\overline n }\)a mol
\(\left\{ \begin{array}{l}
\dfrac{{(3\overline n + 1)a}}{2} = 0,565\\
\overline n a = 0,36
\end{array} \right. \Rightarrow a = {5.10^{ - 2}};\overline n = 7,2\)
Khối lượng hỗn hợp M= (14\({\overline n }\) + 2)a = (14 . 7,2 + 2) . 5.10-2 =5,14(g).
2. Vì \({\overline n }\) = 7,2 và hai ankan khác nhau hai nguyên tử cacbon nên có hai cặp chất phù hợp :
- \({C_6}{H_{14}}\) (x mol) và \({C_8}{H_{18}}\) (y mol).
\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = {5.10^{ - 2}}\\
86{\rm{x}} + 114y = 5,14
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = {2.10^{ - 2}}\\
y = {3.10^{ - 2}}
\end{array} \right.\)
\({C_7}{H_{16}}\) (x mol) và \({C_9}{H_{20}}\) (y mol).
\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = {5.10^{ - 2}}\\
100{\rm{x}} + 128y = 5,14
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = {4,5.10^{ - 2}}\\
y = {5.10^{ - 2}}
\end{array} \right.\)
Nếu n = 6:
% về khối lượng của \({C_6}{H_{14}}\) trong hỗn hợp M : \(\dfrac{{{{2.10}^{ - 2}}.86}}{{5,14}}.100\% = 33,46\% \)
% về khối lượng của \({C_8}{H_{18}}\) trong hỗn hợp M : 100% - 33,46% = 66,54%
Nếu n = 7:
Thành phần phần trăm về khối lượng của \({C_7}{H_{16}}\) trong hỗn hợp : \(\dfrac{{{{4,5.10}^{ - 2}}}}{{5,14}}.100\% = 87,55\% \)
Thành phần phần trăm về khối lượng của \({C_9}{H_{20}}\) trong hỗn hợp : 100% - 87,55% = 12,45%
Cách 2:
1. Trong 0,36 mol CO2, khối lượng cacbon : 0,36 . 12 = 4,32 (g) và khối lượng oxi: 0,36 . 32 = 11,52 (g).
Khối lượng oxi trong nước là : 0,565 . 32, - 11,52 = 6,56 (g).
Khối lương hiđro (trong nước) : \(\dfrac{{6,56.2}}{{16}} = 0,82(g).\)
Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H = 4,32 + 0,82 = 5,14 (g)
2. Khi đốt 1 mol ankan, số mol H2O tạo ra nhiều hơn số mol CO2 là 1 mol. Khi đốt hỗn hợp M, số mol H2O nhiều hơn số mol CO2: \(\dfrac{{0,82}}{2} - 0,36 = {5.10^{ - 2}}(mol).\)
Vậy, hỗn hợp M có \({5.10^{ - 2}}\) mol ankan.
Khối lượng trung bình của 1 mol ankan : \(\overline M = \dfrac{{5,14}}{{{{5.10}^{ - 2}}}} = 102,8(g)\)
14n + 2 < 102,8 < 14n + 30 \( \Rightarrow \) 5,20 < n < 7,20
Đến đây có thể tìm được công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất như ở cách thứ nhất.
Tải 10 đề kiểm tra 45 phút (1 tiết) - Chương III - Hóa học 11
SOẠN VĂN 11 TẬP 2
Chuyên đề 1: Tập nghiên cứu và viết báo cáo về một vấn đề văn học trung đại Việt Nam
CHƯƠNG VI. KHÚC XẠ ÁNH SÁNG
Bài giảng ôn luyện kiến thức giữa học kì 2 môn Ngữ văn lớp 11
SGK Hóa học Nâng cao Lớp 11
Bài giảng ôn luyện kiến thức môn Hóa học lớp 11
SBT Hóa học 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SBT Hóa học 11 - Cánh Diều
Chuyên đề học tập Hóa học 11 - Cánh Diều
SGK Hóa học 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SGK Hóa học 11 - Cánh Diều
Tổng hợp Lí thuyết Hóa học 11
SGK Hóa học 11 - Chân trời sáng tạo
Chuyên đề học tập Hóa học 11 - Kết nối tri thức với cuộc sống
SBT Hóa học 11 - Chân trời sáng tạo
Chuyên đề học tập Hóa học 11 - Chân trời sáng tạo
SGK Hóa Lớp 11