Hỗn hợp X gồm hai hiđrocacbon mạch hở có cùng số nguyên tử cacbon (có số mol bằng nhau và có số nguyên tử cacbon ≤ 4). Đốt cháy hoàn toàn V lít hỗn hợp X (đktc) bằng lượng oxi dư rồi cho sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy khối lượng bình tăng 5,14 gam, lọc bỏ kết tủa, sau thí nghiệm thấy khối lượng dung dịch trong bình đựng Ca(OH)2 giảm 2,86 gam so với trước phản ứng. Công thức phân tử của ankan trong X và giá trị của V là:

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.

V lít hỗn hợp X có chứa x mol hiđrocacbon A và x mol hiđrocacbon B+ O2 thu được a mol CO2 và b mol H2O

Từ khối lượng bình tăng và khối lượng dung dịch giảm tìm được số mol CO2 và số mol H2O

Bảo toàn nguyên tố O → n O2 pư = (2n CO2+ n H2O )/2

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m X+ m O2 = m CO2+ m H2O nên tính được m X. Giả sử công thức phân tử trung bình của A và B là C n H m → (C)/(H) = n CO22.n H2O

Từ đó xác định đượccông thức phân tử của A và B. Khi đốt cháy: n C4H10 = n H2O− n CO2

Từ đó xác định được giá trị V. V lít hỗn hợp X có chứa x mol hiđrocacbon A và x mol hiđrocacbon B+ O2 thu được a mol CO2 và b mol H2O

Ta có: m bình tăng = m CO2+ m H2O → 44a+ 18b = 5,14 m dd giảm = m CaCO3− (m CO2+ m H2O ) → 100a− (44a+ 18b) = 2,86 Giải hệ trên ta có a = 0,08 và b = 0,09

Bảo toàn nguyên tố O → n O2 pư = (2n CO2+ n H2O )/2 = (2.0,08+ 0,09)/2 = 0,125 mol

Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m X+ m O2 = m CO2+ m H2O suy ra m X = 1,14 gam Giả sử công thức phân tử trung bình của A và B là C n H m → (C)/(H) = n CO22.n H2O = (0,08)/(2.0,09) = (4)/(9)

Suy ra công thức trung bình của A và B là C4H9

Suy ra công thức phân tử của A và B là C4H10 và C4H8 Khi đốt cháy: n C4H10 = n H2O− n CO2 = b− a = 0,01 mol → n C4H8 = 0,01 mol

Vậy V = (0,01+ 0,01).22,4 = 0,448 (lít)

Đáp án A

Từ phân tích trên, đáp án đúng là A. C4H10 và 0,448 (lít).