Trong bình kín chứa hỗn hợp E gồm hidrocacbon A mạch hở (thể khí ở điều kiện thường) và 0,06 mol O2, bật tia lửa điện để đốt E (chỉ xảy ra phản ứng A cháy tạo thành CO2 và H2O). Toàn bộ hỗn hợp sau phản ứng cho đi qua bình đựng 3,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M thì thu được 3 gam kết tủa. Khí duy nhất thoát ra khỏi bình có thể tích 0,224 lít (đktc). Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, nước bị ngưng tụ khi cho qua dung dịch. Có tối đa bao nhiêu công thức phân tử thỏa mãn A ?

Đây là dạng câu hỏi tính toán hóa học cơ bản. Trước hết cần xác định dữ kiện đề bài đang cho dưới dạng khối lượng, số mol hoặc thể tích khí, sau đó chọn công thức phù hợp để tìm kết quả.

Khí thoát ra khỏi bình là O2: 0,01 mol hoặc khí A còn dư 0,01 mol *Trường hợp 1: Khí thoát ra khỏi bình là O2: 0,01 mol → A bị đốt cháy hết+ Nếu Ca(OH)2 dư thì n CaCO3 = n CO2

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O

Từ đó xác định được công thức phân tử của A+ Nếu Ca(OH)2 phản ứng vừa đủ thì n CO2 = n CaCO3+ 2.n Ca(HCO3)2

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O

Từ đó xác định được công thức phân tử của A *Trường hợp 2: Khí thoát ra là khí Y dư: 0,01 mol → O2 phản ứng hết− Nếu Ca(OH)2 dư thì n CaCO3 = n CO2

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O

Từ đó xác định được công thức phân tử của A− Nếu Ca(OH)2 vừa đủ thì n CO2 = n CaCO3+ 2.n Ca(HCO3)2

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O

Từ đó xác định được công thức phân tử của A Khí thoát ra khỏi bình là O2: 0,01 mol hoặc khí A còn dư 0,01 mol *Trường hợp 1: Khí thoát ra khỏi bình là O2: 0,01 mol → A bị đốt cháy hết+ Nếu Ca(OH)2 dư thì n CaCO3 = n CO2 = 0,03 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O = 0,06.2− 0,01.2− 0,03.2 = 0,04 mol

Suy ra C: H = n C: n H = 0,03: 0,08 = 3: 8 → A là C3H8.+ Nếu Ca(OH)2 phản ứng vừa đủ thì n CO2 = n CaCO3+ 2.n Ca(HCO3)2 = 0,03+ 2.(0,035− 0,03) = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O = 0,06.2− 0,01.2− 0,04.2 = 0,02 mol

Suy ra C: H = n C: n H = 0,04: 0,04 = 1: 1 →A là C4H4 hoặc C2H2 hoặc C6H6 (loại do không phải là chất khí ở điều kiện thường) *Trường hợp 2: Khí thoát ra là khí Y dư: 0,01 mol → O2 phản ứng hết− Nếu Ca(OH)2 dư thì n CaCO3 = n CO2 = 0,03 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O = 0,06.2− 0,03.2 = 0,06 mol

Suy ra C: H = n C: n H = 0,03: 0,12 = 1: 4 → A là CH 4− Nếu Ca(OH)2 vừa đủ thì n CO2 = n CaCO3+ 2.n Ca(HCO3)2 = 0,03+ 2.(0,035− 0,03) = 0,04 mol

Bảo toàn nguyên tố O ta suy ra n H2O = 0,06. 2− 0,04.2 = 0,04 mol

Suy ra C: H = n C: n H = 0,04: 0,08 = 1:2 → A có dạng (CH2 ) n A là chất khí ở điều kiện thường nên n = 2, 3, 4 → A là C2H4, C3H6, C4H8

Vậy các công thức phân tử thỏa mãn A gồm C3H8, C4H4, C2H2, CH 4, C2H4, C3H6, C4H8

Vậy có tất cả 7 chất thỏa mãn

Đáp án C

Từ phân tích trên, đáp án đúng là C. 7.