Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai hợp chất hữu cơ kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng

Giải SBT Hoá 11

Bài 22.9 trang 32 Sách bài tập Hóa học 11:

Đốt cháy hoàn toàn 6,45 g M thì thu được 7,65 g H₂O và 6,72 lít CO₂ (đktc).

Xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng của từng chất trong hỗn hợp M.

Lời giải:

Số mol 2 chất trong 2,58 g M: $\frac{1,4}{28}=0,05$ (mol)

Số mol 2 chất trong 6,45 g M: $\frac{0,05.6,45}{2,58}=0,125$ (mol)

Khi đốt hỗn hợp M, thu được CO₂ và H₂O; vậy các chất trong hỗn hợp phải chứa C và H, có thể có O. Hai chất lại kế tiếp nhau trong một dãy đồng đẳng (nghĩa là hơn nhau 1 nhóm CH₂) nên công thức phân tử hai chất đó là C_xH_yO_z và C_x+1H_y+2O_z (x, y nguyên và > 0; z nguyên và > 0).

Giả sử trong 6,45 g M có a moi C_xH_yO_z và b mol C_x+1H_y+2O_z:

  

${\text{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=\mathrm{xa}+(\mathrm{x}+1)\mathrm{b}=\frac{6,72}{22,4}=0,3\left(\mathrm{mol}\right)\left(3\right)$ 

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\frac{\mathrm{ya}+(\mathrm{y}+2)\mathrm{b}}{2}=\frac{7,65}{18}=0,425\left(\mathrm{mol}\right)$ 

Suy ra ya + (y + 2)b = 0,85 (4)

Giải hệ phương trình:

Biến đổi (3) ta có x(a + b) + b = 0,300

b = 0,300-0,125x

0 < b < 0,125 suy ra 0 < 0,300 - 0,125x < 0,125

1,40 < x < 2,40

Suy ra x = 2; b = 0,300 - 0,125.2 = 0,05.

Suy ra a = 0,125 - 0,05 = 0,075.

Thay giá trị của a và b vào (4) ta có:

0,0750y + 0,0500(y + 2) = 0,85

Suy ra y = 6.

Thay giá trị của a, b, x, y vào (2) ta tìm được

z = 1.

Thành phần hỗn hợp M:

Khối lượng C₂H₆O chiếm: $\frac{0,075.46}{6,45}.100\%=53,5\%$

Khối lượng C3H₈O chiếm: $\frac{0,05.60}{6,45}.100\%=46,5\%$