Bài 27.6 trang 42 SBT hóa học 11


Giải bài 27.6 trang 42 sách bài tập hóa học 11. Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai ankan. Để đốt cháy hoàn toàn ...

Đề bài

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.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Cách 1:

1. +) Tính số mol \({O_2}\) và \(C{O_2}\)

+) Gọi CT trung bình của 2 ankan là: \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}}\)

+) Viết PTHH:

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \dfrac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)

+) Dựa vào PTHH lập hệ phương trình 2 ẩn, giải phương trình \( \to\) khối lượng của hỗn hợp M.

2. +) Dựa vào giá trị \(\overline n \) tìm được ở trên biện luận các trường hợp để tìm CTPT của 2 ankan.

+) Gọi số mol mỗi ankan là x, y (mol)

+) Lập hệ phương trình 2 ẩn \( \to\) phần trăm khối lượng của từng chất.

Cách 2: 

1.  Ta có: Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H.

2. +) Tìm khối lượng trung bình của 1 mol ankan.

+) Do hai ankan khác nhau 2 nguyên tử cacbon nên ta có phương trình:  14n + 2 < \(\overline M \) < 14n + 30

+) Biện luận để tìm n \( \to\) phần trăm khối lượng của từng chất.

Lời giải chi tiết

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

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

Cách 1:

1. \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \dfrac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)

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

\(\left\{ \begin{array}{l}
\dfrac{{(3\overline n + 1)a}}{2} = 0,565\\
\overline n a = 0,36
\end{array} \right. \Rightarrow a = {5.10^{ - 2}};\overline n = 7,2\)

Khối lượng hỗn hợp M= (14\({\overline n }\) + 2)a = (14 . 7,2 + 2) . 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).

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = {5.10^{ - 2}}\\
86{\rm{x}} + 114y = 5,14
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = {2.10^{ - 2}}\\
y = {3.10^{ - 2}}
\end{array} \right.\)

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

\(\left\{ \begin{array}{l}
x + y = {5.10^{ - 2}}\\
100{\rm{x}} + 128y = 5,14
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
x = {4,5.10^{ - 2}}\\
y = {5.10^{ - 2}}
\end{array} \right.\)

Nếu n = 6:

% về khối lượng của \({C_6}{H_{14}}\) trong hỗn hợp M : \(\dfrac{{{{2.10}^{ - 2}}.86}}{{5,14}}.100\% = 33,46\% \)

% 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 : \(\dfrac{{{{4,5.10}^{ - 2}}}}{{5,14}}.100\% = 87,55\% \)

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 CO2, khối lượng cacbon : 0,36 . 12 = 4,32 (g) và khối lượng oxi: 0,36 . 32 = 11,52 (g).

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

Khối lương hiđro (trong nước) : \(\dfrac{{6,56.2}}{{16}} = 0,82(g).\)

Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H = 4,32 + 0,82 = 5,14 (g)

2. Khi đốt 1 mol ankan, số mol H2O tạo ra nhiều hơn số mol CO2 là 1 mol. Khi đốt hỗn hợp M, số mol H2O nhiều hơn số mol CO2: \(\dfrac{{0,82}}{2} - 0,36 = {5.10^{ - 2}}(mol).\)

Vậy, hỗn hợp M có \({5.10^{ - 2}}\) mol ankan.

Khối lượng trung bình của 1 mol ankan : \(\overline M = \dfrac{{5,14}}{{{{5.10}^{ - 2}}}} = 102,8(g)\)

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.

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.9 trên 7 phiếu

>> Học trực tuyến luyện thi THPTQG, Đại học 2021, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn cùng các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu trên Tuyensinh247.com. Đã có đầy đủ các khóa học từ nền tảng tới nâng cao.


Gửi bài