Hỗn hợp A có thể tích 896 cm3 chứa một ankan, một anken và hidro

Đề bài: Hỗn hợp A có thể tích 896 cm³ chứa một ankan, một anken và hidro. Cho A qua xúc tác Ni nung nóng để phản ứng xảy ra hoàn toàn được hỗn hợp B có thể tích 784 cm³. Cho B qua bình đựng dung dịch brom dư thấy dung dịch brom bị nhạt màu một phần và khối lượng của nó tăng 0,28 gam. Khí còn lại có thể tích 560 cm³ và có tỉ khối hơi so với hidro là 9,4. Chất khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Xác định công thức của 2 hiđrocacbon.

Trả lời

Hướng dẫn giải

Trong hỗn hợp ban đầu chỉ có 1 ankan, 1 anken và hiđro nên khi A qua xúc tác Ni nung nóng, ankan không tham gia phản ứng cộng, chỉ có phản ứng cộng giữa anken và hiđro để tạo thành ankan: $\mathrm{Anken} + {\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{t}°,\mathrm{Ni}}{\to }\mathrm{Ankan}$

Do phản ứng trên xảy ra hoàn toàn nên sẽ có 1 trong 2 khí là anken và hiđro phản ứng hết. Vậy sau phản ứng hỗn hợp khí B có thể có trường hợp sau:

(1) 2 ankan và 1 anken còn dư (hiđro hết)

(2) 2 ankan và hiđro dư (anken hết)

Cho B qua bình đựng dung dịch brom dư thấy dung dịch brom bị nhạt màu một phần nên đã có phản ứng cộng Br₂, như thế hỗn hợp B chỉ có thể là trường hợp 1.

Khối lượng bình Br₂ tăng 0,28 gam chính là khối lượng của anken còn dư, khí còn lại có thể tích 560 cm³ và có tỉ khối hơi so với hiđro là 9,4 chính là 1 hỗn hợp gồm 2 ankan.

Hỗn hợp A (ankan, anken, hiđro) qua Ni nung nóng thu được B (ankan cũ, ankan mới, anken dư)→ n_{anken phản ứng} = n_hiđro = n_A  - n_B = 0,04 – 0,035 = 0,005 (mol)

→ Ankan mới tạo thành là C₂H₆ có số mol là 0,005 mol

→ n_{ankan cần tìm} = n_{2 ankan} – = 0,025 – 0,005 = 0,02 (mol)

Hỗn hợp B gồm 0,005 mol C₂H₆ và 0,01 mol C_nH_2n+2

m_B = 0,005. 30 + 0,02. (14n + 2) = 9,4. 2. 0,025 → n = 1

Vậy ankan cần tìm là CH₄

Vậy công thức phân tử của 2 hiđrocacbon cần tìm là CH₄ và C₂H₄.