Nén 10 ml một hiđrocacbon A và 55 ml O₂ trong một bình kín. Bật tia lửa điện để đốt cháy hoàn toàn thu được (V + 30) ml hỗn hợp X rồi sau đó làm lạnh hỗn hợp X thu được V ml hỗn hợp khí Y. Biết tỉ lệ thể tích cũng là tỉ lệ số mol. Vậy công thức phân tử của A và giá trị của V có thể là

Đáp án D

Phương pháp giải:

$A\left(10\right)+O_2\left(55\right)\to X(V+30)\to Y\left(V\right)+H_{2}O\left(30\right)$

* TH1: Y gồm CO₂ và A dư.

* TH2: Y gồm CO₂ và O₂ dư.

Sử dụng bảo toàn nguyên tố và dựa vào dữ kiện đáp án ⟹ CTPT của A và V.

Giải chi tiết:

X gồm khí và hơi có tổng thể tích là V_X = V + 30 (ml). Sau khi làm lạnh nước bị ngưng tụ còn lại hỗn hợp khí Y có tổng thế tích là V_Y = V (ml).

⟹ V_H2O = V_X – V_Y = 30 ml.

* TH1: Y gồm CO₂ và A dư

$A\left(10\right)+O_2\left(55\right)\to Y\left\{\begin{array}{l}C{O}_2\\ A_{du}\end{array}\right.+H_{2}O\left(30\right)$

Bảo toàn nguyên tố O ⟹ V_CO2 = (2V_O2 – V_H2O)/2 = 40 ml.

Gọi công thức đơn giản nhất của A là C_xH_y

⟹ x : y = V_CO2 : 2V_H2O = 40 : 60 = 2 : 3 ⟹ CTĐGN của A là C₂H₃

Nhận thấy V_{A (pứ)} < 10 ⟹ Số H_(A) = 2V_H2O/V_A < 2.30/10 = 6 ⟹ Loại vì không có CTPT thỏa mãn của A.

* TH2: Y gồm CO₂ và O₂ dư

$A\left(10\right)+O_2\left(55\right)\to Y\left\{\begin{array}{l}C{O}_2\\ O_{2\left(du\right)}\end{array}\right.+H_{2}O\left(30\right)$

Bảo toàn nguyên tố O ⟹ 2V_O2 = 2V_Y + V_H2O ⟹ V = V_Y = 40 ml.

Bảo toàn nguyên tố H ⟹ Số H_(A) = 2V_H2O/V_A = 6.

Ta có V_CO2 < V_Y < 40 ⟹ Số C_(A) < V_CO2/V_A = 4.

⟹ A chỉ có thể là C₂H₆ hoặc C₃H₆.

Dựa vào đáp án ⟹ A là C₃H₆ và V = 40 ml.