Đề bài
Hỗn hợp A chứa 2 ancol no, đơn chức, mạch hở. Để đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A cần dùng vừa hết 3,36 lít O2 (đktc). Trong sản phẩm cháy, khối lượng CO2 nhiều hơn khối lượng H2O là 1,88 g.
1. Xác định khối lượng hỗn hợp A.
2. Xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng của từng chất trong A nếu biết thêm rằng hai ancol đó khác nhau 2 nguyên tử cacbon.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
Cách 1.
+) Hỗn hợp A gồm x mol CnH2n+1OH và y mol CmH2m+1OH
+) Dựa vào dữ kiện đề bài lập hệ phương trình ẩn n, m, x, y.
+) Giải và biện luận tìm n, m, x, y \( \to\) công thức phân tử và phần trăm khối lượng của từng chất trong A.
Cách 2.
Gợi ý: Sử dụng phương pháp trung bình.
Lời giải chi tiết
Cách 1.
1. Hỗn hợp A gồm x mol CnH2n+1OH và y mol CmH2m+1OH.
Khối lượng hỗn hợp A là :
(14n + 18)x + (14m + 18)y = 14 (nx + my) + 18(x + y)
\({C_n}{H_{2n + 1}}OH + \dfrac{{3n}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)
x mol \(\dfrac{{3n}}{2}\)x mol nx mol (n + 1)x mol
\({C_m}{H_{2m + 1}}OH + \dfrac{{3m}}{2}{O_2} \to mC{O_2} + (m + 1){H_2}O\)
y mol \(\dfrac{{3n}}{2}\)y mol my mol (m + 1)y mol
Số mol O2 : \(\dfrac{3}{2}(n{\rm{x}} + my) = \dfrac{{3,36}}{{22,4}} = 0,15(mol) \Rightarrow n{\rm{x}} + my = 0,1(1)\)
Hiệu khối lượng của CO2 và của H2O :
44(nx + my) - 18[(n + 1)x + (m + 1)y] = 1,88
26(nx + my) - 18(x + y) = 1,88 (2)
Từ (1) và (2), tìm được : x + y = 0,04.
Khối lượng hỗn hợp A là : 14.0,1 + 18.0,04 = 2,12 (g).
2. Vì m = n + 2 ; ta có : nx + (n + 2)y = 0,1
\( \Rightarrow \) n(x + y) + 2y = 0,1 \( \to \) y = 0,05 - 0,02n
0 < y < 0,04 \( \Rightarrow \) 0,5 < n < 2,5
Nếu n = 1, hai ancol là CH3OH và \({C_3}{H_7}OH\)
\( \Rightarrow \) y = 0,03 và x = 0,01
\( \Rightarrow \) CH3OH chiếm 15,1% ; C3H7OH chiếm 84,9% khối lượng hỗn hợp A.
Nếu n = 2, hai ancol là C2H5OH và \({C_4}{H_9}OH\)
\( \Rightarrow \) y = 0,01 và x = 0,03
\( \Rightarrow \) C2H5OH chiếm 65,1%, \({C_4}{H_9}OH\) chiếm 84,9% khối lượng hỗn hợp A.
Cách 2.
1. Công thức chung của hai ancol là \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 1}}OH\) và tổng số mol của chúng là a. Khối lượng hỗn hợp : (14\(\overline n \) + 18)a.
\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n + 1}}OH + \dfrac{{3\overline n }}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n + 1){H_2}O\)
a mol \(\dfrac{{3\overline n }}{2}\)a mol \({\overline n }\)a mol \((\overline n + 1)\)a mol
\( \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\dfrac{{3\overline n }}{2}a = 0,15\\
44\overline n a - 18(\overline n + 1)a = 1,88
\end{array} \right. \Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}
\overline n = 2,5\\
a = 0,04
\end{array} \right.\)
Khối lượng hỗn hợp : (14.2,5 + 18).0,04 = 2,12 (g)
2. n < 2,5 < n + 2 \( \Rightarrow \) 0,5 < n < 2,50
Phần cuối giống như ở cách giải 1.
