Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A cần dùng vừa đủ 15,4 lít không khí (đktc), thu được hỗn hợp B gồm CO2, H2O và N2. Dẫn hỗn hợp B vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thu được 10 gam kết tủa. Sau thí nghiệm, khối lượng bình nước vôi tăng 7,55 gam và thấy thoát ra 12,88 lít khí (đktc). Biết phân tử khối của A nhỏ hơn 150, không khí chứa 20% O2 và 80% N2 về thể tích. TÌm A
2 câu trả lời
$\textit{Gọi công thức tổng quát của A: $(C_xH_yO_zN_t)_n$}$
$\textit{$(C_xH_yO_zN_t)_n$ + (x + $\frac{y}{4}$ +$\frac{z}{2}$) $O_2$ -> xC$O_2$ + $\frac{y}{2}$ $H_2$O + $\frac{t}{4}$ $N_2$}$
$\textit{Vì Oxi chiếm 20% thể tích không khí:}$
$\textit{Thể tích Oxi= 15,4 * 20(%) = 3,08(lít)}$
$\textit{=> n$O_2$ =$\frac{3,08}{22,4}$ = 0,1375(mol) }$
$\textit{Thể tích $N_2$ = 15,4 - 3,08 = 12,32(mol)}$
$\textit{=> n$N_2$ = 0,55(mol)}$
$\textit{+, n$H_2$ sau phản ứng: $\frac{12,88}{22,4}$ = 0,575(mol) >n$N_2$(kk)}$
$\textit{=>nN/A = 2* 0,575- 2* 0,55 = 0,05(mol) }$
$\textit{ Ca$(OH)_2$ + C$O_2$ -> CaC$O_3$ + $H_2$O}$
$\textit{nCaC$O_3$ = 0,1(mol)}$
$\textit{BTNT C: => nC/A = nC$O_2$ = nCaC$O_3$= 0,1(mol)}$
$\textit{Lại có: m$CO_2$ + m$H_2$O = 7,55}$
$\textit{=> 4,4 + m$H_2$O = 7,55}$
$\textit{=> m$H_2$O = 3,15(g)}$
$\textit{BTNT H => nH/A = 0,35(mol)}$
$\textit{BTNT O => nO/A = 2nC$O_2$ + n$H_2$O - 2n$O_2$(pư) = 0,1(mol)}$
$\textit{=> x: y: z :t = 0,1: 0,35: 0,1: 0,05 = 2: 7: 2: 1}$
$\textit{Vậy công thức tổng quát của A: $(C_2H_7O_2N)_n$}$
$\textit{Lại có $M_A$ < 150 }$
$\textit{=> (2* $M_C$ + 7* $M_H$ + 2* $M_O$ + $M_N$ )n < 150}$
$\textit{=> 77n < 150}$
$\textit{=> n < 1,95}$
$\textit{Vì n nguyên dương => n =1}$
$\textit{Vậy công thức cần tìm của A : $C_2H_7O_2N$}$
Đáp án:
$C_2H_7NO_2$
Giải thích các bước giải:
$n_{CO_2}=n_{CaCO_3}=\dfrac{10}{100}=0,1(mol)$
$m_{H_2O}=m_{\text{bình tăng}}-m_{CO_2}=7,55-0,1.44=3,15(g)$
$\Rightarrow n_{H_2O}=\dfrac{3,15}{18}=0,175(mol)$
$n_{O_2}=\dfrac{15,4.20\%}{22,4}=0,1375(mol)$
$n_{N_2(kk)}=\dfrac{15,4.80\%}{22,4}=0,55(mol)$
$n_{N_2(thoát)}=\dfrac{12,88}{22,4}=0,575(mol)$
$\Rightarrow n_{N_2(p/ứ)}=0,575-0,55=0,025(mol)$
Bảo toàn nguyên tố O: $n_{O(A)}+2n_{O_2}=2n_{CO_2}+n_{H_2O}$
$\Rightarrow n_{O(A)}=2.0,1+0,175-2.0,1375=0,1(mol)$
Bảo toàn C,H,N: $n_C=0,1(mol);n_H=0,35(mol);n_N=0,05(mol)$
Đặt CTPT của A là $C_xH_yN_zO_t$
$\Rightarrow x:y:z:t=0,1:0,35:0,05:0,1=2:7:1:2$
$\Rightarrow $ CTPT có dạng $(C_2H_7NO_2)_n$
Mà $M_A<150$
$\Rightarrow (12.2+7+14+16.2).n<150$
$\Rightarrow 77n<150\Rightarrow n<1,9$
$\Rightarrow n=1$
Vậy CTPT của A là $C_2H_7NO_2$