Bài tập 5.28 trang 40 SBT Hóa 11: Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai ankan....

5.28. 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.

Hướng dẫn trả lời:

Số mol ({O_2}) : (frac{{63,28.20}}{{100.22,4}}) = 0,565 (mol)

Số mol (C{O_2}) = số mol (CaC{O_3}) = (frac{{36}}{{100}}) = 0,36 (mol).

Cách 1:

1. ({C_{overline n }}{H_{2overline n + 2}} + frac{{3overline n + 1}}{2}{O_2} o overline n C{O_2} + (overline n + 1){H_2}O)

       a mol           (frac{{3overline n + 1}}{2})a mol     ({overline n })a mol

(left{ egin{array}{l}
frac{{(3overline n + 1)a}}{2} = 0,565
overline n a = 0,36
end{array} ight. Rightarrow a = {5.10^{ – 2}};overline n = 7,2)

Khối lượng hỗn hợp M= (14({overline n }) + 2)a = (14×7,2 + 2) X 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{ egin{array}{l}
x + y = {5.10^{ – 2}}
86{ m{x}} + 114y = 5,14
end{array} ight. Rightarrow left{ egin{array}{l}
x = {2.10^{ – 2}}
y = {3.10^{ – 2}}
end{array} ight.)

({C_7}{H_{16}}) (x mol) và ({C_9}{H_{20}}) (y mol).

(left{ egin{array}{l}
x + y = {5.10^{ – 2}}
100{ m{x}} + 128y = 5,14
end{array} ight. Rightarrow left{ egin{array}{l}
x = {4,5.10^{ – 2}}
y = {5.10^{ – 2}}
end{array} ight.)

Nếu n = 6:

% về khối lượng của ({C_6}{H_{14}}) trong hỗn hợp M : (frac{{{{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 : (frac{{{{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 C0₂, khối lượng cacbon : 0,36 X 12 = 4,32 (g) và khối lượng oxi: 0,36 X 32 = 11,52 (g).

Khối lượng oxi trong nước là : 0,565 X 32, – 11,52 = 6,56 (g).

Khối lương hiđro (trong nước) : (frac{{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 H₂0 tạo ra nhiều hơn số mol C0₂ là 1 mol. Khi đốt hỗn hợp M, số mol H₂0 nhiều hơn số mol C0₂: (frac{{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 = frac{{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.