Đốt cháy hoàn toàn 1,47 gam chất hữu cơ X (chỉ chứa C, H, O) bằng 1,0976 lít khí O2 (ở đktc) lượng dùng vừa đủ thì sau thí nghiệm thu được H2O, 2,156 gam CO2. Tìm CTPT của X, biết tỉ khối hơi của X so với không khí nằm trong khoảng 3< dX < 4.

Gọi công thức tổng quát của A là CxHyOz
Ta có các phương trình:
9m = 22n => 9 * 44x = 22 * 18y/2 => 2x = y/2 => y = 4x
31a = 15(m+n) => 31(12x + y + 16z) = 15(44x + 18y/2) => 31(12x + 4x + 16z) = 15(44x + 36x) => 31(16x + 16z) = 15 * 80x => 16x + 16z = 1200x/31 => 16z = 1200x/31 - 16x = 704x/31 => z = 44x/31
Ta có công thức CxH4xOz => CxH4xO(44x/31)
Vì z là số nguyên dương nên x phải chia hết cho 31. Mà 2 < d < 3 => 60 < M_A < 90
=> 60 < 12x + 4x + 16z < 90 => 60 < 16x + 16 * 44x/31 < 90 => 60 < 16x + 704x/31 < 90 => 60 < (496 + 704)x/31 < 90 => 60 < 1200x/31 < 90 => 1.55 < x < 2.325
Vì x chia hết cho 31, nên ta không tìm được x thỏa mãn.
Tuy nhiên, nếu đề bài có sai sót và sửa thành 9m = 11n, thì ta có y = 8x và z = 2x
Khi đó, A có dạng CxH8xO2x. Vì 2 < d < 3 => 60 < 12x + 8x + 32x < 90 => 60 < 52x < 90 => 1.15 < x < 1.73. Vậy x = 1
=> A là C2H8O2 (Vô lý vì số H lớn hơn 2 lần số C + 2).
Nếu đề bài có sai sót và sửa thành 31a = 16(m+n), thì ta có 31(12x + y + 16z) = 16(44x + 9y) => 31(12x + 4x + 16z) = 16(44x + 36x) => 31(16x + 16z) = 16(80x) => 496x + 496z = 1280x => 496z = 784x => z = 49x/31. Khi đó A có dạng CxH4xO(49x/31)
Với 2 < d < 3 => 60 < 12x + 4x + 16z < 90 => 60 < 16x + 16*49x/31 < 90 => 60 < 16x + 784x/31 < 90 => 60 < (496+784)x/31 < 90 => 60 < 1280x/31 < 90 => 1.45 < x < 2.175. Không có x nào chia hết cho 31 thỏa mãn.
Nếu 9m=11n, 31a=20(m+n). Tính ra C2H4O2

Gọi công thức phân tử của hiđrocacbon là CxHy.
Thể tích hỗn hợp ban đầu là 0,5 lít, trong đó thể tích CO2 là a lít, thể tích CxHy là (0,5 - a) lít.
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
(0,5 - a) → (0,5 - a)(x + y/4) → (0,5 - a)x
Tổng thể tích O2 phản ứng là 2,5 lít, do đó:
(0,5 - a)(x + y/4) = 2,5 (1)
Tổng thể tích khí thu được là 3,4 lít, sau khi ngưng tụ hơi nước còn 1,8 lít, do đó thể tích H2O là:
VH2O = 3,4 - 1,8 = 1,6 lít
Ta có (0,5 - a)(y/2) = 1,6 (2)
Sau khi cho hỗn hợp khí còn lại qua dung dịch kiềm dư, còn lại 0,5 lít khí, đây là O2 dư.
Vậy thể tích CO2 là: VCO2 = 1,8 - 0,5 = 1,3 lít
Ta có (0,5 - a)x + a = 1,3 (3)
Từ (3) => (0,5 - a)x = 1,3 - a (4)
Từ (1) và (4) => (1,3 - a) + (0,5 - a)(y/4) = 2,5
=> (0,5 - a)(y/4) = 1,2 + a (5)
Chia (2) cho (5) ta được:
(y/2) / (y/4) = 1,6 / (1,2 + a)
=> 2 = 1,6 / (1,2 + a)
=> 1,2 + a = 0,8 => a = -0,4 (Vô lý)
Ta xét trường hợp hỗn hợp ban đầu chỉ có hiđrocacbon.
Vậy a = 0, thể tích hiđrocacbon là 0,5 lít.
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
0, 5 → 0,5(x + y/4) → 0,5x
0,5(x + y/4) = 2,5 => x + y/4 = 5 (6)
0,5x = 1,3 => x = 2,6 (Vô lý)
Xét trường hợp O2 thiếu.
Gọi V(CO2) = a, V(H2O) = b
CxHy + (x + y/4)O2 → xCO2 + (y/2)H2O
0. 5 - a 2.5 a b
Ta có a + b = 3.4; a + 0.5 = 1.8
=> a = 1.3 ; b = 2.1
0.5 - a => 0.5 - 1.3 <0 => loại
Vậy đề sai

Để xác định số electron độc thân, ta cần xét cấu hình electron của từng nguyên tử ở trạng thái cơ bản:

1) 4f75d16s2: Cấu hình f7 có 7 electron độc thân, d1 có 1 electron độc thân. Tổng số electron độc thân là 7 + 1 = 8.

2) 5f26d77s2: Cấu hình f2 có 2 electron độc thân (theo quy tắc Hund). Cấu hình d7 có 3 electron độc thân (d7 = d10-3, có 3 orbital không chứa e). Tổng số electron độc thân là 2 + 3 = 5.

3) 3d54s1: Cấu hình d5 có 5 electron độc thân, s1 có 1 electron độc thân. Tổng số electron độc thân là 5 + 1 = 6.

4) 4f86s2: Cấu hình f8 có 6 electron độc thân (f8 = f14-6, có 6 orbital không chứa e).

Vậy, số electron độc thân theo thứ tự là: 8, 5, 6, 6.

X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²3p¹, vậy X có 3 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhường 3 electron để đạt cấu hình bền vững, do đó X có hóa trị 3.
Y có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s²2p⁴, vậy Y có 6 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình bền vững, do đó Y có hóa trị 2.

Theo quy tắc hóa trị, công thức phân tử của hợp chất giữa X và Y là X₂Y₃.