Đốt cháy hoàn toàn 0,1 lít chất hữu cơ A bằng 0,6 lít khí O₂ lấy dư, thu được hỗn hợp X gồm khí và hơi có thể tích 0,85 lít. Cho hỗn hợp khí và hơi thu được qua bình chứa dung dịch H₂SO₄ đậm đặc dư, còn lại 0,45 lít hỗn hợp khí Z. Cho hỗn hợp Z qua bình chứa KOH dư, còn lại 0,05 lít khí thoát ra. Công thức phân tử của hợp chất hữu cơ A là (biết NTK: H = 1; C = 12; O = 16 và thể tích các khí đo ở cùng điều kiện)

Phương pháp giải:

Vì thể tích các khí đo ở cùng điều kiện nên tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol.

Ta giả sử số mol các chất dựa vào tỉ lệ thể tích.

- Cho hỗn hợp X qua H₂SO₄ đặc thì H₂O bị giữ lại ⟹ số mol H₂O ⟹ số mol H trong A.

- Cho hỗn hợp Z qua dd KOH dư thì CO₂ bị giữ lại, khí thoát ra là O₂ dư ⟹ số mol O₂, số mol CO₂ ⟹ số mol C trong A.

- Bảo toàn nguyên tố O ⟹ số mol O trong A.

- Đặt CTPT của A là C_xH_yO_z.

Khi đó \[x = \frac{{{n_{C(A)}}}}{{{n_A}}};y = \frac{{{n_{H(A)}}}}{{{n_A}}};z = \frac{{{n_{O(A)}}}}{{{n_A}}}\]

⟹ CTPT của A.

Giải chi tiết:

Vì thể tích các khí đo ở cùng điều kiện nên tỉ lệ về thể tích cũng là tỉ lệ về số mol.

Giả sử \[{n_A} = 0,1\left( {mol} \right);{n_{hh{\kern 1pt} X}} = 0,85\left( {mol} \right);{n_{{O_2}\left( {bd} \right)}} = 0,6\left( {mol} \right)\]

Ta có 0,85 mol hh X gồm: CO₂, H₂O và O₂ dư

- Cho hỗn hợp X qua H₂SO₄ đặc thì H₂O bị giữ lại

\[ \to {n_{{H_2}O}} = {n_{hh{\kern 1pt} X}} - {n_{hh{\kern 1pt} Z}} = 0,85 - 0,45 = 0,4\left( {mol} \right)\]

- Cho hỗn hợp Z qua dd KOH dư thì CO₂ bị giữ lại, khí thoát ra là O₂ dư

\[ \to {n_{{O_2}\left( {du} \right)}} = 0,05\left( {mol} \right)\]

\[ \to {n_{C{O_2}}} = {n_{hh{\kern 1pt} Z}} - {n_{{O_2}\left( {du} \right)}} = 0,45 - 0,05 = 0,4\left( {mol} \right)\]

\[ \to {n_{O\left( A \right)}} + 2.0,6 = 2.0,4 + 0,4 + 2.0,05\]

\[ \to {n_{O\left( A \right)}} = 0,1\left( {mol} \right)\]

Đặt CTPT của A là C_xH_yO_z (0,1 mol).

\[ \Rightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = \frac{{{n_C}}}{{{n_A}}} = \frac{{0,4}}{{0,1}} = 4}\\{y = \frac{{{n_H}}}{{{n_A}}} = \frac{{0,8}}{{0,1}} = 8}\\{z = \frac{{{n_{O(A)}}}}{{{n_A}}} = \frac{{0,1}}{1} = 1}\end{array}} \right.\]→ Công thức phân tử của A là C₄H₈O.