a) Tính a và xác định công thức phân tử của B.
b) Khi cho B tác dụng với clo chỉ tạo ra hỗn hợp 2 dẫn xuất của B có cùng khối lượng mol bằng 141 gam. Viết công thức cấu tạo của B và của các dẫn xuất clo.
Quảng cáo
3 câu trả lời 573
Để giải bài toán này, ta sẽ tiến hành theo các bước sau:
### Bước 1: Tính lượng \( CO_2 \) và \( H_2O \)
- Khối lượng bình 1 (NaOH) tăng do hấp thụ \( CO_2 \):
\[
m_{CO_2} = 24,16 \text{ gam}
\]
- Khối lượng bình 2 (H₂SO₄ đặc) tăng do hấp thụ \( H_2O \):
\[
m_{H_2O} = 8,64 \text{ gam}
\]
### Bước 2: Tính số mol \( CO_2 \) và \( H_2O \)
- Số mol \( CO_2 \):
\[
n_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{24,16}{44} \approx 0,55 \text{ mol}
\]
- Số mol \( H_2O \):
\[
n_{H_2O} = \frac{m_{H_2O}}{M_{H_2O}} = \frac{8,64}{18} = 0,48 \text{ mol}
\]
### Bước 3: Xác định số mol \( C \) và \( H \) trong hợp chất B
- Số mol \( C \) trong B:
\[
n_C = n_{CO_2} = 0,55 \text{ mol}
\]
- Số mol \( H \) trong B (do mỗi phân tử \( H_2O \) có 2 nguyên tử H):
\[
n_H = 2 \times n_{H_2O} = 2 \times 0,48 = 0,96 \text{ mol}
\]
### Bước 4: Xác định lượng oxy tiêu thụ
- Lượng oxy tiêu thụ bằng lượng oxy tạo ra khi nhiệt phân hoàn toàn \( 252,8 \text{ gam} \) KMnO₄. Phản ứng nhiệt phân KMnO₄:
\[
2KMnO_4 \rightarrow K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2
\]
Số mol KMnO₄:
\[
n_{KMnO_4} = \frac{252,8}{158} \approx 1,6 \text{ mol}
\]
Số mol \( O_2 \) sinh ra:
\[
n_{O_2} = \frac{1,6}{2} = 0,8 \text{ mol}
\]
- Khối lượng \( O_2 \) sinh ra:
\[
m_{O_2} = 0,8 \times 32 = 25,6 \text{ gam}
\]
### Bước 5: Lập phương trình đốt cháy hợp chất B
Giả sử công thức phân tử của B là \( C_xH_y \). Phản ứng cháy hoàn toàn:
\[
C_xH_y + \left(x + \frac{y}{4}\right)O_2 \rightarrow xCO_2 + \frac{y}{2}H_2O
\]
Lượng \( O_2 \) tiêu thụ:
\[
\left(x + \frac{y}{4}\right) \times 32 = 25,6 \text{ gam}
\]
Số mol \( O_2 \):
\[
x + \frac{y}{4} = 0,8
\]
### Bước 6: Tìm x và y từ phương trình
Ta có hệ phương trình:
\[
\begin{cases}
x = 0,55 \\
y = 0,96 \\
x + \frac{y}{4} = 0,8
\end{cases}
\]
Thay \( x \) và \( y \) vào:
\[
0,55 + \frac{0,96}{4} = 0,55 + 0,24 = 0,79 \approx 0,8
\]
Vậy, công thức phân tử của B là \( C_{0,55}H_{0,96} \). Để có công thức nguyên tử:
\[
C_{0,55}H_{0,96} \approx C_1H_2
\]
### Bước 7: Xác định công thức cấu tạo của B và dẫn xuất clo
- Công thức cấu tạo của B: \( CH_2 \)
- Khi tác dụng với clo, có 2 dẫn xuất cùng khối lượng mol là 141 gam. Điều này có nghĩa B là một hydrocacbon với công thức đơn giản, phù hợp nhất là:
\[
B = C_2H_2
\]
Hai dẫn xuất clo có cùng khối lượng mol 141 g/mol có thể là:
1. \( C_2HCl \)
2. \( C_2Cl_2 \)
Tóm lại:
a) \( a \approx 0,8 \text{ gam} \)
b) Công thức phân tử của B là \( C_2H_2 \). Hai dẫn xuất clo là \( C_2HCl \) và \( C_2Cl_2 \).
1. Hợp chất hữu cơ B + O2 -> CO2 + H2O
2. NaOH + CO2 -> Na2CO3
3. H2SO4 + Na2CO3 -> Na2SO4 + CO2 + H2O
Theo lượng khí CO2 tạo ra, ta có:
M(CO2) = 44 g/mol
24,16 gam CO2 tương ứng với 24,16/44 = 0,55 mol CO2
Số mol Na2CO3 tạo ra là số mol CO2 = 0,55 mol
M(Na2CO3) = 106 g/mol
Số mol Na2CO3 = 24,16/106 = 0,228 mol
Số mol H2SO4 tiêu tốn là số mol Na2CO3 = 0,228 mol
M(H2SO4) = 98 g/mol
Khối lượng H2SO4 tiêu tốn là 0,228 x 98 = 22,68 gam
Lượng oxi tạo ra khi nhiệt phân 252,8 gam KMnO4 là 252,8/158 = 1,6 mol
Số mol oxi tiêu tốn là 1,6 mol
Theo bảo toàn nguyên tố oxi ta có: a + x + 2 = 1,6
a + x = 1,6 - 2 = -0,4
Vì a và x là số nguyên dương nên không thể có số mol âm, do đó không có nghiệm cho phương trình trên. Điều này cho thấy có lỗi trong quá trình giả thiết ban đầu.
b) Vì không có nghiệm cho phần a) nên không thể xác định công thức phân tử của hợp chất B và các dẫn xuất clo.
Quảng cáo
Bạn muốn hỏi bài tập?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
45267
-
Hỏi từ APP VIETJACK31387
