Câu hỏi:
2 năm trước
Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X (C, H, N) bằng lượng không khí vừa đủ (gồm 1/5 thể tích O2, còn lại là N2) thu được 8,8 gam khí CO2; 6,3 gam H2O và 34,72 lít khí N2 ở đktc. Biết tỷ khối của X so với khí O2 nhỏ hơn 2. Công thức phân tử của X là
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
Bước 1: Viết sơ đồ tóm tắt
- Sơ đồ tóm tắt: X {C, H, N} + Không khí {O2, N2} → CO2 + H2O + N2
- Theo đề bài ta có:
\({n_{C{O_2}}} = \dfrac{{8,8}}{{44}} = 0,2\left( {mol} \right);{n_{{H_2}O}} = \dfrac{{6,3}}{{18}} = 0,35\left( {mol} \right);{n_{{N_2}}} = \dfrac{{34,72}}{{22,4}} = 1,55\left( {mol} \right)\)
Bước 2: Tính số mol C, H, N trong X
- Bảo toàn nguyên tố C
⟹ \({n_{C\left( X \right)}} = {n_{C{O_2}}} = 0,2\left( {mol} \right)\)
- Bảo toàn nguyên tố H
⟹ \({n_{H\left( X \right)}} = 2{n_{{H_2}O}} = 2 \times 0,35 = 0,7\left( {mol} \right)\)
- Bảo toàn nguyên tố O
⟹ \(2{n_{{O_2}\left( {kk} \right)}} = 2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}} \to {n_{{O_2}\left( {kk} \right)}} = \dfrac{{2{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}}}{2} = \dfrac{{2 \times 0,2 + 0,35}}{2} = 0,375\left( {mol} \right)\)
Do trong không khí N2 chiếm 80% và O2 chiếm 20%
⟹ \({n_{{N_2}\left( {kk} \right)}} = 4{n_{{O_2}\left( {kk} \right)}} = 4 \times 0,375 = 1,5\left( {mol} \right)\)
- Bảo toàn nguyên tố N:
\({n_{N\left( X \right)}} + 2{n_{{N_2}\left( {kk} \right)}} = - 2{n_{{N_2}\left( {sau\,pu} \right)}} \to {n_{N\left( X \right)}} = 2{n_{{N_2}\left( {sau\,pu} \right)}} - 2{n_{{N_2}\left( {kk} \right)}} = 2 \times 1,55 - 2 \times 1,5 = 0,1\left( {mol} \right)\)
Bước 3: Lập CTPT của X
- Ta có: \({n_C}:{n_H}:{n_N} = 0,2:0,7:0,1 = 2:7:1\)
⟹ CTĐGN của X là C2H7N
Đặt CTPT của X là (C2H7N)n
- Theo đề bài, tỉ khối của X so với O2 nhỏ hơn 2
⟹ \({d_{X/{O_2}}} = \dfrac{{{M_X}}}{{{M_{{O_2}}}}} < 2 \to \dfrac{{45n}}{{32}} < 2 \to n < 1,422 \to n = 1\)
Vậy CTPT của X là C2H7N.
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Viết sơ đồ tóm tắt
X {C, H, N} + Không khí {O2, N2} → CO2 + H2O + N2
Bước 2: Tính số mol C, H, N trong X
- Bảo toàn nguyên tố C: \({n_C} = {n_{C{O_2}}}\) ⟹ số mol C trong X
- Bảo toàn nguyên tố H: \(\,\,{n_H} = 2.{n_{{H_2}O}}\) ⟹ số mol H trong X
- Bảo toàn nguyên tố O: \({n_{{O_2}\,(kk)}} = \dfrac{{2.{n_{C{O_2}}} + {n_{{H_2}O}}}}{2}\)
⟹ số mol O2 trong không khí
⟹ số mol N2 trong không khí (chiếm 80% thể tích không khí)
- Bảo toàn nguyên tố N ⟹ số mol N trong X
Bước 3: Lập CTPT của X
- Lập tỉ lệ nC : nH : nN
⟹ CTĐGN ⟹ CTPT (dựa vào dữ kiện về tỉ khối)
