Một bình kín dung tích 5,6 lít có chứa hỗn hợp hơi của hai ancol đơn chức

Giải SBT Hoá 11

Bài 42.11 trang 68 Sách bài tập Hóa học 11:

Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn hai ancol, sau phản ứng nhiệt độ trong bình là 136,5^oC và áp suất là p atm.

Dẫn các chất trong bình sau phản ứng qua bình (1) đựng H₂SO₄ đặc (dư), sau đó qua bình (2) đựng dung dịch NaOH (dư), thấy khối lượng bình (1) tăng 1,26 g, khối lượng bình (2) tăng 2,2 g.

1. Tính p, biết rằng thể tích bình không đổi.

2. Xác định công thức phân tử, công thức cấu tạo, phần trăm khối lượng và gọi tên từng chất trong hỗn hợp ancol biết rằng số mol của ancol có phân tử khối nhỏ hn gấp 2 lần số mol của ancol có phân tử khối lớn hơn.

Lời giải:

1. Đổi thể tích hỗn hợp khí trong bình trước phản ứng về đktc:

Số mol các chất trong bình trước phản ứng là: $\frac{2,912}{22,4}=0,13$ mol

Số mol O₂ là: = 0,1 (mol) suy ra số mol 2 ancol = 0,13 - 0,1 = 0,03 (mol).

Khi 2 ancol cháy:

H₂SO₄ + nH₂O → H₂SO₄.nH₂O

2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O

Số mol H₂O là:

 ${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\frac{1,26}{18}=0,07$ mol

Số mol CO₂ là:  

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{CO}}_2}=\frac{2,2}{44}=0,05$ mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

Số mol O₂ còn dư:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{O}}_2\left(\mathrm{du}\right)}\frac{0,96}{32}=0,03$ mol

Tổng số mol các chất trong bình sau phản ứng:

0,07 + 0,05 + 0,03 = 0,15 (mol)

Thể tích của 0,15 mol khí ở đktc là: V₀ = 0,15.22,4 = 3,36 (lít)

Thực tế, sau phản ứng V = 5,6 lít

2. Giả sử C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O; như vậy số mol C_xH_yO sẽ là O₂ và số mol C_x'H_y'O là 0,01.

Số mol CO₂ sẽ là 0,02x + 0,01x' = 0,05 (mol) hay 2x + x' = 5.

x và x' là số nguyên: x = 1; x' = 3

hoặc x = 2; x' = 1

Cặp x = 2; x' = 1 loại vì trái với điều kiện: C_xH_yO có PTK nhỏ hơn C_x'H_y'O

Vậy, một ancol là CH₄O và chất còn lại C₃H_y′O.

Số mol H₂O là:

${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=0,02.2+0,01.\frac{\mathrm{y}\text{'}}{2}=0,07\left(\mathrm{mol}\right).$

Suy ra y' = 6 suy ra ancol còn lại là C₃H₆O.

% về khối lượng của CH₄O hay CH₃ - OH (ancol metylic):

$\frac{0,02.32}{0,02.32+0,01.58}.100\%=52,46\%$

% về khối lượng của C₃H₆O hay CH₂ = CH - CH₂ - OH (ancol anlylic):

100,00% - 52,46% = 47,54%.