Xác định công thức phân tử và số đồng phân cấu tạo của alkane x biết

a) Để xác định công thức phân tử của alkane X, ta cần biết số nguyên tử cacbon trong phân tử. Vì tổng khối lượng của các nguyên tử cacbon và nguyên tử hidro trong phân tử alkane X là 30, và tỉ lệ số nguyên tử cacbon và hidro trong alkane là 1:2, nên ta có thể giải phương trình sau để tìm số nguyên tử cacbon:

C + 2H = 30

Giải phương trình ta có C = 10, H = 20.

Vậy công thức phân tử của alkane X là C10H20.

b) Tỉ khối của một chất so với hidro được tính bằng khối lượng của chất đó chia cho khối lượng của cùng một thể tích hidro. Vì alkane ít có tỉ khối so với hidro là 29, nghĩa là khối lượng của alkane là 29 lần khối lượng của cùng một thể tích hidro. Vì tỉ lệ số nguyên tử cacbon và hidro trong alkane là 1:2, nên khối lượng của alkane cũng là 29 lần khối lượng của cùng một thể tích hidro. Từ đó suy ra khối lượng riêng của alkane là 29 g/cm3.

c) %mc (phần trăm khối lượng) của một chất trong hỗn hợp được tính bằng khối lượng của chất đó chia cho tổng khối lượng của hỗn hợp, nhân 100%.

%mc của alkane X trong hỗn hợp X là 75%, nghĩa là khối lượng của alkane X chiếm 75% tổng khối lượng của hỗn hợp.

Giả sử khối lượng của alkane X trong hỗn hợp X là m gram, khối lượng của alkane Y (alkane còn lại) trong hỗn hợp X là n gram.

Ta có hệ phương trình sau:

m + n = 4.12 (1)
m/(m+n) = 0.75 (2)

Từ (2), ta có m = 0.75(m+n). Thay vào (1), ta có:

0.75(m+n) + n = 4.12
0.75m + 0.75n + n = 4.12
1.75n = 4.12 - 0.75m
n = (4.12 - 0.75m)/1.75

Thay n vào (1), ta có:

m + (4.12 - 0.75m)/1.75 = 4.12
1.75m + 4.12 - 0.75m = 4.12 * 1.75
m = (4.12 * 1.75 - 4.12) / (1.75 - 0.75)
m = 2.48

Vậy khối lượng của alkane X trong hỗn hợp X là 2.48 g, khối lượng của alkane Y là 4.12 - 2.48 = 1.64 g.

Để tính phần trăm thể tích của mỗi alkane trong hỗn hợp X, ta cần biết khối lượng riêng của mỗi alkane. Vì khối lượng riêng của alkane là 29 g/cm3, nên thể tích của alkane X là 2.48 g / 29 g/cm3 = 0.0855 cm3. Thể tích của alkane Y là 1.64 g / 29 g/cm3 = 0.0566 cm3.

Vậy phần trăm thể tích của alkane X trong hỗn hợp X là 0.0855 cm3 / (0.0855 cm3 + 0.0566 cm3) * 100% = 60.2%, phần trăm thể tích của alkane Y là 100% - 60.2% = 39.8%.