A là một hỗn hợp khí (đktc) gồm 3 hidrocacbo...

C

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Viết phương trình đốt cháy. Từ số mol H₂O và số mol CO₂ suy ra công thức phân tử của X, Y, Z.

Giải chi tiết:

Theo bài ra ta có: \(nA = \frac{{2,24}}{{22,4}} = 0,1(mol);{n_{{O_2}}} = \frac{{6,72}}{{22,4}} = 0,3(mol) \)

Khi đốt cháy phản ứng xảy ra hoàn toàn hỗn hợp chỉ thu được CO₂ và H₂O, giả sử CTTQ ba hiđrocacbon là C_xH_y

PTHH:  C_xH_y  +  ( x + \(\frac{y}{4}\))O₂   xCO₂  +  \(\frac{y}{2}\)H₂O

Cho toàn bộ sản phẩm qua bình 1 đựng H₂SO₄ đặc sau  đó qua bình 2 đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư thì H₂O hấp thụ vào H₂SO₄ đặc. => m_H2O = 4,14 (g)

CO₂ hấp thụ vào bình Ca(OH)₂ dư tạo kết tủa CaCO₃ theo PT

CO₂  + Ca(OH)₂   → CaCO₃   + H₂O

Ta có:

\(\begin{gathered}
{n_{{H_2}O}} = \frac{{4,14}}{{18}} = 0,23(mol) \hfill \\
{n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = \frac{{14}}{{100}} = 0,14(mol) \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố O cho phản ứng

\(\begin{gathered}
{m_{{O_{2\,phan\,ung}}}} = {m_{O(C{O_2})}} + {m_{O({H_2}O)}} \hfill \\
\Rightarrow {m_{{O_{2\,phan\,ung}}}} = 32 \times {n_{C{O_2}}} + 16 \times {n_{{H_2}O}} = 32 \times 0,14 + 16 \times 0,23 = 8,16(gam) \hfill \\
\Rightarrow {n_{{O_{2\,phan\,ung}}}} = \frac{{8,16}}{{32}} = 0,255(mol) < 0,3. \hfill \\ 
\end{gathered} \)

Vậy oxi dư,  hỗn hợp H-C cháy hoàn toàn.

m_{hỗn hợp H-C} = m_C +  m_H = 0,14.12  + 0,23.2 = 2,14 (gam)

Ta có: M_{TB của hỗn hợp A}= \(\frac{{2,14}}{{0,1}} = 21,4\).Vậy trong hỗn hợp A có một hiđrocacbon là CH₄.giả sử là X có mol là a ( a>0)

Khi đốt dạng tổng quát có thể có 2 phương trình sau:    

 C_nH_{2n +2}   + \(\frac{{3n + 1}}{2}{O_2}\)  \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) nCO₂  + (n +1)H₂O  (1)

C_mH_2m   + \(\frac{{3m}}{2}{O_2}\) \(\xrightarrow{{{t^o}}}\) mCO₂  + mH₂O  (2)

Nhận thấy theo PT 1 : \({n_{{C_n}{H_{2n + 2}}}} = {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}}\)

 PT 2: \({n_{{H_2}O}} = {n_{C{O_2}}}\)

Vậy \({n_{{C_n}{H_{2n + 2}}}} = {n_{{H_2}O}} - {n_{C{O_2}}} = 0,23 - 0,14 = 0,09(mol)\)

\({n_{{C_m}{H_{2m}}}} = 0,1 - 0,09 = 0,01(mol)\)

Trường hợp 1: Nếu Y và Z cùng dạng C_mH_2m có số lần lượt là b và c ( b, c>0)

=>  a = 0,09; b + c = 0,01  

Vậy số mol CO₂ = 0,09 + 0,01m = 0,14

=> m = 6 ( loại)

Trường hợp 2: Vậy X ( CH₄), Y (C_n H_2n+2), Z ( C_mH_2m) với 2 n, m 4.

=> a + b = 0,09.

=> c = 0,01

Vậy số mol CO₂ =  a + nb + 0,01m = 0,14

Vì 2 chất có số mol bằng nhau:

Nếu: a = b = \(\frac{{0,09}}{2} = 0,045(mol)\)

Ta có: 0,045 + 0,045n  +0,01m  = 0,14

         4,5n  + m = 9,5 (loại vì m 2  n <2)

Nếu: a  = c = 0,01(mol).

=> b = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)

Ta có: 0,01 + 0,08n  + 0,01m = 0,14

            8n  + m  = 13 ( loại vì n < 2)

Nếu: b = c = 0,01

=> a = 0,09 – 0,01 = 0,08 (mol)

Ta có:  0,08 + 0,01n + 0,01m = 0,14 =>  n  + m = 6

khí đó

Vậy 3 hiđrocacbon có thể là:  CH₄; C₂H_6; C₄H₈

                           hoặc CH₄; C₃H_8; C₃H₆                       

                           hoặc CH₄; C₄H_10; C₂H₄

Vậy X, Y, Z không thể là C₂H₄; C₂H₆; C₃H₆            

Đáp án C