Cho 400 ml một hỗn hợp gồm nitơ và một hiđrocacbon vào 900 ml oxi (dư) rồi đốt. Thể tích hỗn hợp thu được sau khi đốt là 1,4 lít. Sau khi cho nước ngưng tụ còn 800 ml hỗn hợp, người ta cho lội qua dung dịch KOH thấy còn 400 ml khí. Các thể tích khí đều đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất. Công thức phân tử của chất hữu cơ là :
Trả lời:
Đáp án đúng: B
Gọi công thức của hiđrocacbon là CxHy.
Thể tích N2 trong hỗn hợp ban đầu là 400 ml - VH-C.
Các phản ứng:
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O
Sau khi đốt, hỗn hợp gồm CO2, O2 dư và N2.
Thể tích hỗn hợp sau khi ngưng tụ H2O là 1400 ml, sau khi cho qua KOH còn 400 ml, vậy VCO2 = 1400 - 800 = 600 ml và VO2 dư + VN2 = 800 ml, sau khi cho qua KOH thì VO2 dư + VN2 = 400 ml. Vậy VCO2 = 800-400 =400ml.
Vì sau khi cho nước ngưng tụ còn 800 ml hỗn hợp, cho lội qua KOH thấy còn 400 ml, nên V(CO2) = 800-400 =400 ml
Ta có hệ:
VH-C + VN2 = 400 (1)
VO2 dư + VN2 = 400 (2)
Từ (1) và (2) suy ra VH-C = VO2 dư.
Thể tích O2 ban đầu là 900 ml, sau phản ứng còn dư VO2 dư.
Vậy VO2 phản ứng = 900 - VO2 dư = 900 - VH-C.
Ta có:
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + y/2H2O
VH-C 900 - VH-C xVH-C
Suy ra:
(900 - VH-C)/VH-C = x + y/4
400/VH-C = x
Vậy (900 - VH-C)/VH-C = 400/VH-C + y/4
Suy ra y/4 = (900 - VH-C - 400)/VH-C = (500 - VH-C)/VH-C
Vậy y = (2000 - 4VH-C)/VH-C
Vì VH-C > 0, nên y > 0 và 2000 - 4VH-C > 0, suy ra VH-C < 500.
Ta có:
VH-C + VN2 = 400, suy ra VH-C < 400.
Mặt khác: y ≤ 2x + 2, suy ra y ≤ 2*400/VH-C + 2
Vậy (2000 - 4VH-C)/VH-C ≤ 800/VH-C + 2
Suy ra 2000 - 4VH-C ≤ 800 + 2VH-C
Suy ra 1200 ≤ 6VH-C
Suy ra VH-C ≥ 200.
Vậy 200 ≤ VH-C < 400.
Ta xét các trường hợp:
Nếu VH-C = 200, thì x = 400/200 = 2, y = (2000 - 4*200)/200 = 6. Vậy C2H6.
Nếu VH-C = 300, thì x = 400/300 = 4/3, loại.
Vậy công thức của hiđrocacbon là C2H6.
