Đốt cháy hoàn toàn 40,0 ml hỗn hợp X gồm C3H6, CH4, CO (số mol CO gấp hai lần số mol CH4), thu được 48 ml CO2 (các thể tích khí được đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất). Tỉ khối của X so với khí hiđro là: A. 25,8 B. 12,9 C. 22,2 D. 11,1
Mình rất cần một số ý kiến từ các Bạn để giải quyết một câu hỏi khó khăn mà mình đang đối mặt này. Ai đó có thể đưa ra gợi ý giúp mình không?

Để giải bài toán trên, ta cần xác định số mol của các chất trong hỗn hợp X sau khi đốt cháy.

Gọi số mol của C3H6, CH4 và CO lần lượt là x, y và 2y.

Theo điều kiện bài toán, ta có phương trình cân bằng sau khi cháy hoàn toàn:

C3H6 + 9/2 O2 -> 3CO2 + 3H2O

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

CO + 1/2 O2 -> CO2

Dựa vào phương trình trên, ta có:

3x + y + 2y = 24 (vì 48 ml CO2 tương đương với 24 ml O2)

Suy ra x + 3y = 8 (1)

Dựa vào qui luật số mol và số thể tích khí tương ứng, ta có:

V(C3H6) = V(CH4) = V(CO) = 40 ml = 0.04 L

Nếu tỉ khối của X so với khí hiđro là d, ta có:

Khối lượng mol của hỗn hợp X = (12*d + 4*(1-d)) = 12*d + 4 - 4d

Theo định lý khí lý tưởng, ta có:

P1*V1/T1 = P2*V2/T2

Ứng dụng vào bài toán, ta có:

n*X*R*T = P*V

Với X là hỗn hợp khí, ta có:

n*X = (12d + 4(1-d))/22.4

Vì số mol khí hiđro trong hỗn hợp X là x + y + 2y, ta có:

x + y + 2y = (12d + 4(1-d))/22.4

Dựa vào (1), ta suy ra d.

Vậy, câu trả lời cho câu hỏi trên là: B. 12,9.

Vì CO được tạo ra từ 0.024 mol CO2, ta suy ra chất còn lại chỉ có thể là CH4. Do đó, số mol CH4 trong hỗn hợp là 0.006 mol. Tổng khối lượng của C3H6 và CH4 là 0.42 + 0.24 = 0.66 g. Tỉ khối của X so với khí hiđro là 0.66/0.38 = 17.4.

Theo số mol của C3H6 và tỉ lệ số mol giữa CO và CH4, ta tính được số mol của CO trong hỗn hợp là 0.024 mol. Khối lượng mol của CO là 0.024 * 28 = 0.672 g. Tỉ khối của X so với khí hiđro là 0.672/0.38 = 17.7.

Khối lượng phân tử của X = 3 * 12 + 6 * 1 = 42 g/mol, khối lượng phân tử của CO2 = 12 + 32 = 44 g/mol. Vậy 48 ml CO2 tạo ra tương ứng với 0.048 mol CO2 tức là 2.112 g CO2. Vì X chỉ chứa 0.008 mol C3H6 nên khối lượng chất đó trong hỗn hợp là 0.008 * 42 = 0.336 g.

Theo quy tắc số mol của các khí trong phản ứng đốt cháy sẽ hết, nên các số mol của C3H6, CH4, CO trong hỗn hợp X sau phản ứng sẽ giảm đi tương ứng với số mol CO2 tạo thành, tức là: x – 0.004, y – 0.004, z – 0.024.