Bài tập 9.35 trang 70 sách bài tập(SBT) hóa học 11
Hỗn hợp M chứa ba hợp chất hữu cơ X, Y và Z ...
Hỗn hợp M chứa ba hợp chất hữu cơ X, Y và Z
9.33. 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.
Hướng dẫn trả lời:
Số mol 3 chất trong 3,20 g hỗn hợp M : (frac{{1,68}}{{28}}) = 0,06 (mol).
Số mol 3 chất trong 16 g M : (frac{{0,06.16}}{{3,2}}) = 0,3 (mol)
Khi đốt hỗn hợp M ta chỉ thu được C02 và H20.
Vậy, các chất trong hỗn hợp đó chỉ có thể chứa C, H và O.
Đặt công thức chất X là CxHyOz thì chất Y là Cx+1Hy+2Oz.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{ egin{array}{l}
a + b = 0,3(1)
(12{
m{x}} + y + 16{
m{z}})a + (12{
m{x}} + y + 16{
m{z}} + 14)b = 16(2)
end{array}
ight.)
Khi đốt 16 g M thì tổng khối lượng C02 và H20 thu được bằng tổng khối lượng của M và 02 và bằng :
(16 + frac{{23,52}}{{22,4}}.32 = 49,6(g))
Mặt khác, số mol C02 = số mol H20 = n :
44n + 18n = 49,6 ( Rightarrow ) n = 0,8
({C_x}{H_y}{O_z} + (x + frac{y}{4} - frac{z}{2}){O_2} o xC{O_2} + frac{y}{2}{H_2}O)
a mol xa mol (frac{y}{2})a mol
({C_{x + 1}}{H_{y + 2}}{O_z} + (x + frac{y}{4} - frac{z}{2} + 1,5){O_2})( o (x + 1)C{O_2} + frac{{y + 2}}{2}{H_2}O)
b mol (x + 1)b mol (frac{{y + 2}}{2})b mol
Số mol C02 là : xa + (x + 1)b = 0,8 (mol) (3)
Số mol H20 là : (frac{{y{ m{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 C2H40, hai chất Y và z có cùng CTPT là C3H60.
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 ( o ) 2CH2 = CH - CH2 - ONa + H2( uparrow )
Số mol Z trong 48 g M là : 2.số mol H2 = 2.(frac{{1,68}}{{22,4}}) =0,15 (mol).
Số mol z trong 16 g M là : (frac{{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 : (frac{{0,1.44}}{{16}}). 100% = 27,5%.
Chất Y chiếm : (frac{{0,15.58}}{{16}}). 100% = 54,4%.
Chất Z chiếm : (frac{{0,05.58}}{{16}}). 100% = 18,1%.
Sachbaitap.com
