. Hỗn hợp A gồm ankin X, anken Y và hidrocacbon Z đốt cháy hoàn toàn m gam A thu được 20,16 lít CO2 (đktc) và 16,2 gam H2O . Dẫn m gam A đi qua bình đựng dung dịch brom dư thấy có 0,4 mol Br2 phản ứng. Khí thoát ra khỏi bình brom đem đốt cháy hoàn toàn thu được 13,2 gam CO2 và 7,2 gam H2O. Xác định công thức phân tử của X, Y, Z và tính % V của mỗi chất trong A.
Số C = nCO2/nA=2
→ Cả 3 chất cùng 2C hoặc ankan là CH4
Số H = 2nH2O/nA = 4
Do ankan và anken ít nhất 4H → CH4, C2H4, C3H4.
Đặt x, y, z là số mol X, Y, Z
→ nA = x + y + z= 0,4 {1}
nCO2 = x + 2y + 3z= 0,8 {2}
{2} – {1} → y + 2z = 0,4
→ nBr2 = 0,4 → mBr2 = 64 gam
nC3H3Ag = z = 0,1
Kết hợp {1}{2} → x=0,1 ; z= 0,2
CH4 ⇒ 25%
C2H4 ⇒ 50%
C3H4 ⇒ 25%
Đáp án:
\(X;Y;Z\) lần lượt là \(C_2H_2;C_2H_4;C_3H_8\)
\(\% {V_X} = \% {V_Z} = 25\% ; {V_Y} = 50\% \)
Giải thích các bước giải:
Dẫn hỗn hợp \(A\) qua \(Br_2\) thì ankin và anken phản ứng. Khí thoát ra là ankan
Gọi ankan có dạng \(C_nH_{2n+2}\)
Đốt cháy ankan
\({C_n}{H_{2n + 2}} + (1,5n + 0,5)\xrightarrow{{{t^o}}}nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)
Ta có:
\({n_{C{O_2}}} = \frac{{13,2}}{{44}} = 0,3{\text{ mol;}}{{\text{n}}_{{H_2}O}} = \frac{{7,2}}{{18}} = 0,4{\text{ mol}}\)
\( \to {n_{ankan}} = {n_{{H_2}O}} – {n_{C{O_2}}} = 0,4 – 0,3 = 0,1{\text{ mol}}\)
\( \to n = \frac{{{n_{C{O_2}}}}}{{{n_{ankan}}}} = \frac{{0,3}}{{0,1}} = 3\)
Vậy \(Z\) là \(C_3H_8\)
Gọi công thức của \(X\) và \(Y\) lần lượt là \(C_xH_{2x-2};C_yH_{2y}\)
Đốt cháy \(A\) thu được
\({n_{C{O_2}}} = \frac{{20,16}}{{22,4}} = 0,9{\text{ mol;}}{{\text{n}}_{{H_2}O}} = \frac{{16,2}}{{18}} = 0,9{\text{ mol = }}{{\text{n}}_{C{O_2}}}\)
\( \to {n_X} = {n_Z} = 0,1{\text{ mol}}\)
Cho hỗn hợp tác dụng với \(Br_2\)
\({C_x}{H_{2x – 2}} + 2B{r_2}\xrightarrow{{}}{C_x}{H_{2x – 2}}B{r_4}\)
\({C_y}{H_{2y}} + B{r_2}\xrightarrow{{}}{C_y}{H_{2y}}B{r_2}\)
Ta có:
\({n_{B{r_2}}} = 2{n_X} + {n_Y} = 0,4 \to {n_Y} = 0,2{\text{ mol}}\)
Bảo toàn \(C\)
\( \to 0,1x + 0,2y + 0,1.3 = 0,9 \to 0,1x + 0,2y = 0,6\)
Vì \(x;y \geqslant 2 \to x = y = 2\)
Vậy \(X;Y;Z\) lần lượt là \(C_2H_2;C_2H_4;C_3H_8\)
\(\% {V_X} = \% {V_Z} = \frac{{0,1}}{{0,1 + 0,2 + 0,1}} = 25\% \to {V_Y} = 50\% \)