Bài 7.28: Hỗn hợp khí A chứa hiđro, một ankan và một anken. Dẫn 15,68 lít A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì nó biến thành 13,44 lít hỗn hợp khí B. Dẫn B đi qua bình đựng dung dịch brom thì màu của dung dịch nhạt đi và khối lượng bình tăng thêm 5,6 g. Sau phản ứng còn lại 8,96 lít hỗn hợp khí c có tỉ khối đối với hiđro là 20,25. (Biết các thể tích đo ở đktc ; các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn).
Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C.
Số mol các chất trong A là : \(\frac{{15,68}}{{22,4}}\) = 0,7 (mol).
Khi A qua chất xúc tác Ni :
Hỗn hợp B chứa 3 chất: ankan ban đầu \({C_n}{H_{2n + 2}}\), ankan mới tạo ra \({C_m}{H_{2m + 2}}\) và anken còn dư CmH2m với số mol tổng cộng là : \(\frac{{13,44}}{{22,4}}\) = 0,6 (mol).
Số mol H2 trong A là : 0,7 – 0,6 = 0,1(mol).
Khi B qua nước brom thì anken bị giữ lại hết:
\({C_m}{H_{2m}} + B{{\rm{r}}_2} \to {C_m}{H_{2m}}B{{\rm{r}}_2}\)
Hỗn hợp C chỉ còn \({C_n}{H_{2n + 2}}\) và \({C_m}{H_{2m + 2}}\) với tổng số moi là \(\frac{{8,96}}{{22,4}}\) = 0,4 (mol).
Như vậy, 0,2 mol CmH2m có khối lượng 5,6 g, do đó 1 mol CmH2m có khối lượng \(\frac{{0,56}}{{0,2}}\) = 28 (g) \( \Rightarrow \) m = 2.
CTPT của anken là C2H4 ; ankan do chất này tạo ra là C2H6.
Trong hỗn hợp C có 0,1 mol C2H6 và 0,3 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\)
Khối lượng hỗn hợp C là : 20,25.2.0,4 = 16,2 (g)
Trong đó 0,1 mol C2H6 có khối lượng 3 g và 0,3 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\) có khối iượng là 16,2 – 3 = 13,2(g).
Khối lương 1 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\) là \(\frac{{13,2}}{{0,3}}\) = 44,0 (g) \( \Rightarrow \) n = 3
Hỗn hợp A : C3H8 (42,86%); C2H4 (42,86%) ; H2 (14,29%).
Hỗn hợp B : C3H8 (50%) ; C2H6 (16,67%) ; C2H4 (33,33%).
Hỗn hợp C : C3H8 (75%) ; C2H6 (25%).
Bài 7.29: Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10 mol. Chia A làm hai phần như nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 2,34 g nước. Phần 2 tác dụng với 250 ml dung dịch AgN03 0,12M trong NH3 tạo ra 4,55 gam kết tủa.
Hãy xác định công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng ankin có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.
Số mol ankin trong mỗi phần = \(\frac{{0,1}}{2}\) = 0,05 (mol).
Khi đốt cháy hoàn toàn phần (1) :
\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n – 2}} + \frac{{3\overline n – 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n – 1){H_2}O\)
Cứ 1 mol \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n – 2}}\) tạo ra \((\overline n – 1)\) mol H20
Cứ \({0,5.10^{ – 1}}\) mol \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n – 2}}\) tạo ra \(\frac{{2,34}}{{18}}\) = 0,13 mol H20
Như vậy trong hỗn hợp A phải có ankin có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,6 tức là phải có \({C_2}{H_2}\) hoặc \({C_3}{H_4}\).
Nếu có \({C_2}{H_2}\) thì số mol chất này ở phần 2 là : 0,05.\(\frac{{40}}{{100}}\) = 0,02 (mol).
Advertisements (Quảng cáo)
Khi chất này tác dụng với dung dịch AgN03 trong NH3 :
\({C_2}{H_2} + 2AgN{O_3} + 2N{H_3} \to {C_2}A{g_2} \downarrow + 2N{H_4}N{O_3}\)
0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol
Khối lượng 0,02 mol C2Ag2 là : 0,02.240 = 4,8 (g) > 4,55 g.
Vậy hỗn hợp A không thể có \({C_2}{H_2}\) mà phải có \({C_3}{H_4}\).
Khi chất này tác dụng với dung dịch AgN03 trong NH3 :
\({C_3}{H_4} + AgN{O_3} + N{H_3} \to {C_3}{H_3}Ag \downarrow + N{H_4}N{O_3}\)
0,02 mol 0,02 mol 0,02 mol
Khối lượng C3H3Ag là 0,02.147 = 2,94 (g).
Số mol AgN03 đã phản ứng với các ankin là : 0,25.0,12 = 0,03 (mol) : trong đó lượng AgN03 tác dụng với \({C_3}{H_4}\) là 0,02 mol, vậy lượng AgN03 tác dụng với ankin khác là 0,01 mol.
Trong phần 2, ngoài 0,02 mol \({C_3}{H_4}\) còn 0,03 mol 2 ankin khác. Vậy mà lượng AgN03 phản ứng chỉ là 0,01 mol, do đó trong 2 ankin còn lại, chỉ có 1 chất có phản ứng với AgN03, 1 chất không có phản ứng :
\({C_n}{H_{2n – 2}} + AgN{O_3} + N{H_3} \to {C_n}{H_{2n – 3}}Ag \downarrow + N{H_4}N{O_3}\)
0,01 mol 0,01 mol 0,01 mol
Khối lượng 0,010 mol CnH2n-3Ag là : 4,55 – 2,94 = 1,61(g).
Khối lượng 1 mol \({C_n}{H_{2n – 3}}Ag\) là 161 g.
14n + 105 = 161 \( \Rightarrow \) n = 4.
Công thức phân tử là C4H6 và CTCT : CH3 – CH2 – C 
CH (but-1-in)
Đặt công thức chất ankin chưa biết là \({C_{n’}}{H_{2n’ – 2}}\) :
Advertisements (Quảng cáo)
\({C_3}{H_4} + 4{O_2} \to 3C{O_2} + 2{H_2}O\)
0,02 mol 0,04 mol
\({C_4}{H_6} + 5,5{O_2} \to 4C{O_2} + 3{H_2}O\)
0,01 mol 0,03 mol
\({C_{n’}}{H_{2n’ – 2}} + \frac{{3n’ – 1}}{2}{O_2} \to n’C{O_2} + (n’ – 1){H_2}O\)
0,02 mol 0,02(n’ – 1) mol
Tổng số mol \({H_2}O\) : 0,04 + 0,03 + 0,02(n’ – 1) = 0,13 \( \Rightarrow \) n’ = 4.
Chất ankin thứ ba có CTPT \({C_4}{H_6}) nhưng không tác dụng với AgN03 nên CTCT là \(C{H_3} – C\)
\(C – C{H_3}\) (but-2-in).
Thành phần về khối lượng:
Propin chiếm : 33,1%; but-1-in : 22,3%; but-2-in : 44,6%.
Bài 7.30: Hỗn hợp X chứa 3 chất A, B, C đều là đồng đẳng của benzen (các khối lượng mol : MA < MB < Mc), trong đó A và C có số mol bằng nhau và cách nhau 2 chất trong dãy đồng đẳng.
Để đốt cháy hoàn toàn 48,8 g hỗn hợp X cần dùng vừa hết 153,6 g 02.
1. Xác định công thức phân tử của A, B, C biết rằng chất B không có đồng phân là hợp chất thơm.
2. Hãy tính phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp X.
1. Trong dãy đồng đẳng của benzen, chỉ có C6H6 và C7H8 là không có đồng phân là hợp chất thơm.
A và B ở trong dãy đó và MA < MB vậy A là C6H6 và B là C7H8.
Chất C cách chất A hai chất trong dãy đồng đẳng nghĩa là chất C phải hơn chất A ba nguyên tử cacbon. Công thức phân tử chất C là \({C_9}{H_{12}}\).
2. Giả sử trong 48,8 g hỗn hợp X có a mol A, b mol B và c mol C ; ta có :
78a + 92b + 120c = 48,8 (1)
a = c (2)
\({C_6}{H_6} + 7,5{O_2} \to 6C{O_2} + 3{H_2}O\)
a 7.5a
\({C_7}{H_8} + 9{O_2} \to 7C{O_2} + 4{H_2}O\)
b 9b
\({C_9}{H_{12}} + 12{O_2} \to 9C{O_2} + 6{H_2}O\)
c 12c
7,5a + 9b + 12c = \(\frac{{153,6}}{{32}}\) = 4,8 (3)
Giải hệ (1), (2), (3), tìm được a = c = 0,2 ; b = 0,1.
Từ đó tính được thành phần phần phần trăm về khối lượng của hỗn hợp X :
\({C_6}{H_6}\) : 31,9%; \({C_7}{H_8}\) : 18,9%; \({C_9}{H_{12}}\) : 49,2%
Bài 7.31: Hỗn hợp khí A chứa một ankan và một ankin. Lấy 2,24 lít (đktc) A cho sục vào qua dung dịch AgNO3 trong amoniac (lấy dư) thì thể tích khí giảm đi 20% và thu được 2,94g kết tủa. Khí đi ra khỏi dung dịch AgNO3 được đốt cháy hoàn toàn rồi hấp thụ sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 (dư) tạo ra 16g kết tủa.
Xác định công thức phân tử và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A.
\({n_{ankin}} = {{2,24.20} \over {22,4.100}} = 0,02mol\)
Chỉ có ankin tác dụng với AgNO3 tạo kết tủa
Ta có: nankin = n kết tủa = 0,02 mol → M kết tủa= 2,94: 0,02 = 147 (g/mol)
\(R – C \equiv C – Ag = 147 \to R = 15\)
→ ankin là \(C{H_3} – C \equiv CH(propin)\)
\(\eqalign{
& {C_n}{H_{2n + 2}} + ({{3n + 1} \over 2}){O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O \cr
& C{O_2} + Ca{(OH)_2} \to CaC{O_3} + {H_2}O \cr} \)
Số mol CO2 = số mol Ca(OH)2 = 0,16 mol
\(\to n = {{0,16} \over {0,08}} = 2\)
Vậy ankan là C2H6
Khối lượng hỗn hợp A là: 0,02.40+ 0,08.30 = 3,2 g
%m C3H4= 25% %m C2H6 = 75%
