Bài 3.10 trang 18 sách bài tập (SBT) Hóa 12: Hỗn hợp khí A chứa metylamin và hai hiđrocacbon kế tiếp nhau trong một...

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.

Hướng dẫn trả lời: 

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.V _N2 = 2.10 = 20 (ml).

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 CxHy

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

(x = {{300} over {80}} = 3,75)

(y = {{220.2} over {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.