Bài 27 Luyện tập ankan và xicloankan SBT Hóa lớp 11. Giải bài 5.28, 5.29, 5.30 trang 40. Câu 5.28: Hỗn hợp M ở thể lỏng, chứa hai ankan. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp M…; Hãy viết công thức cấu tạo của A và của các dẫn xuất monoclo, điclo của A ?
Bài 5.28: 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.
Số mol \({O_2}\) : \(\frac{{63,28.20}}{{100.22,4}}\) = 0,565 (mol)
Số mol \(C{O_2}\) = số mol \(CaC{O_3}\) = \(\frac{{36}}{{100}}\) = 0,36 (mol).
Cách 1:
1. \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 2}} + \frac{{3\overline n + 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)
a mol \(\frac{{3\overline n + 1}}{2}\)a mol \({\overline n }\)a mol
\(\left\{ \begin{array}{l}
\frac{{(3\overline n + 1)a}}{2} = 0,565\\
\overline n a = 0,36
\end{array} \right. \Rightarrow a = {5.10^{ – 2}};\overline n = 7,2\)
Khối lượng hỗn hợp M= (14\({\overline n }\) + 2)a = (14×7,2 + 2) X 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 : \(\frac{{{{2.10}^{ – 2}}.86}}{{5,14}}.100\% = 33,46\% \)
% 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 : \(\frac{{{{4,5.10}^{ – 2}}}}{{5,14}}.100\% = 87,55\% \)
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 C02, khối lượng cacbon : 0,36 X 12 = 4,32 (g) và khối lượng oxi: 0,36 X 32 = 11,52 (g).
Khối lượng oxi trong nước là : 0,565 X 32, – 11,52 = 6,56 (g).
Advertisements (Quảng cáo)
Khối lương hiđro (trong nước) : \(\frac{{6,56.2}}{{16}} = 0,82(g).\)
Khối lượng M = khối lượng C + khối lượng H = 4,32 + 0,82 = 5,14 (g)
2. Khi đốt 1 mol ankan, số mol H20 tạo ra nhiều hơn số mol C02 là 1 mol. Khi đốt hỗn hợp M, số mol H20 nhiều hơn số mol C02: \(\frac{{0,82}}{2} – 0,36 = {5.10^{ – 2}}(mol).\)
Vậy, hỗn hợp M có \({5.10^{ – 2}}\) mol ankan.
Khối lượng trung bình của 1 mol ankan : \(\overline M = \frac{{5,14}}{{{{5.10}^{ – 2}}}} = 102,8(g)\)
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.
Bài 5.29: Một bình kín dung tích 11,2 lít có chứa 6,4 g 02và 1,36 g hỗn hợp khí A gồm 2 ankan. Nhiệt độ trong bình là 0°c và áp suất là \({p_1}\) atm. Bật tia lửa điện trong bình kín đó thì hỗn hợp A cháy hoàn toàn. Sau phản ứng, nhiệt độ trong bình là 136,5°c và áp suất là \({p_2}\) atm.
Nếu dẫn các chất trong binh sau phản ứng vào dung dịch Ca(OH)2 lấy dư thì có 9 gam kết tủa tạo thành.
1. Tính \({p_1}\) và \({p_2}\), biết rằng thể tích bình không đổi.
2. Xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng số mol của ankan có phân tử khối nhỏ nhiều gấp 1,5 lần số mol của ankan có phân tử khối lớn.
1. Giả sử hỗn hợp A có X mol CnH2n+2 và y mol CmH2m+2 :
(14n + 2)x + (14m + 2)y = 1,36 \( \Rightarrow \) 14(nx + my) + 2(x + y) = 1,36 (1)
Khi đốt hỗn hợp A :
Advertisements (Quảng cáo)
\({C_n}{H_{2n + 2}} + \frac{{3n + 1}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)
x mol \(\frac{{3n + 1}}{2}\)x mol nx mol (n + 1)x mol
\({C_m}{H_{2m + 2}} + \frac{{3m + 1}}{2}{O_2} \to mC{O_2} + (m + 1){H_2}O\)
y mol \(\frac{{3m + 1}}{2}\)y mol ny mol (n + 1)y mol
\({n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = \frac{9}{{100}} = 0,09(mol)\)
\( \Rightarrow \) nx + my = 0,09 (2)
Từ (1) và (2), tìm được x + y = 0,05.
Số mol \({{O_2}}\) trước phản ứng : \(\frac{{6,4}}{{32}}\) = 0,2(mol).
Tổng số mol khi trước phản ứng : 0,2 + 0,05 = 0,25 (mol).
Nếu ở đktc thì V0 = 0,25.22,4 = 5,6 (lít).
Thực tế \({V_1}\) = 11,2 (lít)
\({p_1}\)\({V_1}\) = \({p_0}\)\({V_0}\) \( \Rightarrow \) \({p_1}\) = \(\frac{{{p_0}{V_0}}}{{{V_1}}}\) = \(\frac{{{1}{5,6}}}{{{11,2}}}\) = 0,5(atm).
Số mol hơi nước : (n + 1)x + (m + 1)y = nx + my + x + y = 0,14
Số mol 02 dự phản ứng: \(\frac{{(3n + 1)x + (3m + 1)y}}{2} = \frac{{3.0,09 + 0,05}}{2}\) = 0,16 (mol)
SỐ mol 02 còn dư : 0,2 – 0,16 = 0,04 (mol).
Tổng số mol khí sau phản ứng : 0,09 + 0,14 + 0,04 = 0,27 (mol).
Nếu ở đktc thì \(V{‘_0}\) = 0,27.22,4 = 6,048 (lít)
Thực tế V2 = 11,20 (lít)
\(\frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{p_0}V{‘_0}}}{{{T_0}}} \to {p_2} = \frac{{1.6,048}}{{273}}.\frac{{(273 + 136,5)}}{{11,2}} = 0,81(atm)\)
2) Nếu n < m thì x = 1,5y ;
Vậy x = 0,03 ; y = 0,02
0,03n + 0,02m = 0,09 \( \Rightarrow \) 3n + 2m = 9
3n = 9 – 2m \( \Rightarrow \) n = 3 – \(\frac{{2m}}{3}\)
n và m nguyên dương nên m = 3 và n = 1.
CH4 chiếm 60% thể tích hỗn hợp.
\({C_3}{H_8}\) chiếm 40% thể tích hỗn hợp.
Bài 5.30: Chất A có công thức phân tử C6H14. Khi A tác dụng với clo, có thể tạo ra tối đa 3 dẫn xuất monoclo (C6H13Cl) và 7 dẫn xuất điclo (\({C_6}{H_{12}}C{l_2}\)).
Hãy viết công thức cấu tạo của A và của các dẫn xuất monoclo, điclo của A.
Hướng dẫn : Ứng với công thức phân tử C6H14 có 5 đồng phân :
A1 : CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 ;
A2 : 
;
A3 : 
;
A4 : 
;
A5 : 
.
Số dẫn xuất monoclo C6H13Cl có thể tạo ra từ A1 là 3, từ A2 là 5, từ A3 là 4. từ A4 là 2, từ A5 là 3. Như vậy, chất A chỉ có thể có cấu tạo như A1 hoặc A5.
Số dẫn xuất điclo C6H12Cl2 có thể tạo ra từ A1 là 12 và từ A5 là 7.
Như vậy, chất A có công thức cấu tạo A5.
