Bài tập 4.35 trang 34 SBT Hóa 11: Hỗn hợp M chứa hai chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng và hơn kém...

4.34*. Hỗn hợp M chứa hai chất hữu cơ thuộc cùng dãy đồng đẳng và hơn kém nhau 2 nguyên tử cacbon. Nếu làm bay hơi 7,28 g M thì thể tích hơi thu được đúng bằng thể tích của 2,94 g khí N₂ ở cùng điều kiện. Để đốt cháy hoàn toàn 5,20 g hỗn hợp M cần dùng vừa hết 5,04 lít 0₂ (đktc). Sản phẩm cháy chỉ gồm C0₂ và hơi nước với thể tích bằng nhau.

Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm khối lượng từng chất trong hỗn hợp M.

Số mol 2 chất trong 7,28g M: \(\frac{{2,94}}{{28}}\) = 0,105 (mol)

Số mol 2 chất trong 5,2g M: \(\frac{{0,105.5,2}}{{7,28}}\) = 0,075 (mol).

Theo định luật bảo toàn khối lượng:

\({m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} = {m_M} + {m_{{O_2}}} = 5,2 + \frac{{5,04}}{{22,4}}.32 = 12.4(g)\)

Theo đầu bài, số mol \(C{O_2}\) = số mol \({H_2}O\) = n.

                      44n + 18n = 12,4 \( \Rightarrow \) n = \(\frac{{12,4}}{{62}}\) = 0,2 (mol)

Các chất trong hỗn hợp có chứa C, H và có thể có O. Chất thứ nhất là \({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z}\) (a mol) và chất thứ 2 là \({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z}\) (b mol).  

\(\left\{ \begin{array}{l}
a + b = 0,075(1)\\
(12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}})a + (12{\rm{x}} + y + 16{\rm{z}} + 28)b = 5,2(2)
\end{array} \right.\)

\({C_{\rm{x}}}{H_y}{O_z} + (x + \frac{y}{4} – \frac{z}{2}){O_2} \to xC{O_2} + \frac{y}{2}{H_2}O\)

 a mol                                                  xa mol      \(\frac{{ya}}{2}\) mol

\({C_{{\rm{x + 2}}}}{H_{y + 4}}{O_z} + (x + \frac{y}{4} – \frac{z}{2} + 3){O_2} \to (x + 2)C{O_2} + \frac{{y + 4}}{2}{H_2}O\)

b mol                                                                     (x+2)b mol        \(\frac{{(y + 4)b}}{2}\)

xa + (x + 2)b = 0,2 (3)

\(\frac{{y{\rm{a + }}(y + 4)b}}{2} = 0,2\) (4)

Giải hệ phương trình :

Từ (3) ta có x(a + b) + 2b = 0,200

                                    2b = 0,200 – 0,0750x