Bài 38.7 trang 60 SBT hóa học 11

Đề bài

Hỗn hợp A chứa 3 ankin với tổng số mol là 0,10 mol. Chia A làm hai phần như nhau. Đốt cháy hoàn toàn phần 1, thu được 2,34 g nước. Phần 2 tác dụng với 250 ml dung dịch AgNO₃ 0,12M trong NH₃ tạo ra 4,55 gam kết tủa.

Hãy xác định công thức cấu tạo, tên và phần trăm về khối lượng của từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng ankin có phân tử khối nhỏ nhất chiếm 40% số mol của A.

Lời giải chi tiết

Số mol ankin trong mỗi phần = \(\dfrac{{0,1}}{2}\) = 0,05 (mol).

Khi đốt cháy hoàn toàn phần (1) :        

\({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  - 2}} + \dfrac{{3\overline n  - 1}}{2}{O_2} \to \overline n C{O_2} + (\overline n  - 1){H_2}O\)

Cứ 1 mol \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  - 2}}\) tạo ra \((\overline n  - 1)\) mol H₂O

Cứ \({0,5.10^{ - 1}}\) mol \({C_{\overline n }}{H_{2\overline n  - 2}}\) tạo ra \(\dfrac{{2,34}}{{18}}\) = 0,13 mol H₂O

Như vậy trong hỗn hợp A phải có ankin có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3,6 tức là phải có \({C_2}{H_2}\) hoặc \({C_3}{H_4}\).

Nếu có \({C_2}{H_2}\) thì số mol chất này ở phần 2 là : 0,05.\(\dfrac{{40}}{{100}}\) = 0,02 (mol).

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ :

\({C_2}{H_2} + 2AgN{O_3} + 2N{H_3} \to {C_2}A{g_2} \downarrow  + 2N{H_4}N{O_3}\)

0,02 mol    0,02 mol                         0,02 mol

Khối lượng 0,02 mol C₂Ag₂ là : 0,02.240 = 4,8 (g) > 4,55 g.

Vậy hỗn hợp A không thể có \({C_2}{H_2}\) mà phải có \({C_3}{H_4}\).

Khi chất này tác dụng với dung dịch AgNO₃ trong NH₃ :

\({C_3}{H_4} + AgN{O_3} + N{H_3} \to {C_3}{H_3}Ag \downarrow  + N{H_4}N{O_3}\)

0,02 mol   0,02 mol                       0,02 mol

Khối lượng C₃H₃Ag là 0,02.147 = 2,94 (g).

Số mol AgNO₃ đã phản ứng với các ankin là : 0,25.0,12 = 0,03 (mol) : trong đó lượng AgNO₃ tác dụng với \({C_3}{H_4}\) là 0,02 mol, vậy lượng AgNO₃ tác dụng với ankin khác là 0,01 mol.

Trong phần 2, ngoài 0,02 mol \({C_3}{H_4}\) còn 0,03 mol 2 ankin khác. Vậy mà lượng AgNO₃ phản ứng chỉ là 0,01 mol, do đó trong 2 ankin còn lại, chỉ có 1 chất có phản ứng với AgN0₃, 1 chất không có phản ứng :

\({C_n}{H_{2n - 2}} + AgN{O_3} + N{H_3} \to {C_n}{H_{2n - 3}}Ag \downarrow  + N{H_4}N{O_3}\)

0,01 mol         0,01 mol                         0,01 mol

Khối lượng 0,010 mol C_nH_2n-3Ag là : 4,55 - 2,94 = 1,61(g).

Khối lượng 1 mol \({C_n}{H_{2n - 3}}Ag\) là 161 g.

14n + 105 = 161 \( \Rightarrow \) n = 4.

Công thức phân tử là C₄H₆ và CTCT : \(C{H_3} - C{H_2} - C \equiv CH\,\,(but - 1 - in)\)

Đặt công thức chất ankin chưa biết là \({C_{n'}}{H_{2n' - 2}}\) :

\({C_3}{H_4} + 4{O_2} \to 3C{O_2} + 2{H_2}O\)

0,02 mol                                  0,04 mol

\({C_4}{H_6} + 5,5{O_2} \to 4C{O_2} + 3{H_2}O\)

0,01 mol                                   0,03 mol

\({C_{n'}}{H_{2n' - 2}} + \dfrac{{3n' - 1}}{2}{O_2} \to n'C{O_2} + (n' - 1){H_2}O\)

0,02 mol                                                      0,02(n' - 1) mol

Tổng số mol \({H_2}O\) : 0,04 + 0,03 + 0,02(n' - 1) = 0,13 \( \Rightarrow \) n' = 4.

Chất ankin thứ ba có CTPT \({C_4}{H_6}\) nhưng không tác dụng với AgNO₃ nên CTCT là \(C{H_3} - C \equiv C - C{H_3}\,\,(but - 2 - in)\)

Thành phần về khối lượng:

Propin chiếm : 33,1%; but-1-in : 22,3%; but-2-in : 44,6%.