Chúng ta hãy cùng nhau phân tích và giải bài toán này một cách chi tiết nhé!

a) Tìm công thức phân tử (CTPT) của A. Viết công thức cấu tạo (CTCT) và gọi tên các đồng phân của A.

Bước 1: Xử lý dữ kiện của phản ứng đốt cháy để tìm tỉ lệ các nguyên tố.
Theo đề bài, ta đốt cháy 5,0 g chất A.

Số mol CO₂ thu được là:
\[ n_{CO_2} = \frac{8,96}{22,4} = 0,4 \text{ mol} \]
Từ đó, ta suy ra số mol và khối lượng của nguyên tố Cacbon có trong 5,0 g A:
\[ n_C = n_{CO_2} = 0,4 \text{ mol} \]
\[ m_C = n_C \times 12 = 0,4 \times 12 = 4,8 \text{ g} \]
Số mol H₂O thu được là:
\[ n_{H_2O} = \frac{1,8}{18} = 0,1 \text{ mol} \]
Từ đó, ta suy ra số mol và khối lượng của nguyên tố Hiđro có trong 5,0 g A:
\[ n_H = 2 \times n_{H_2O} = 2 \times 0,1 = 0,2 \text{ mol} \]
\[ m_H = n_H \times 1 = 0,2 \times 1 = 0,2 \text{ g} \]

Bước 2: Kiểm tra xem A có chứa Oxi hay không.
Ta so sánh tổng khối lượng của C và H với khối lượng của A:
\[ m_C + m_H = 4,8 + 0,2 = 5,0 \text{ g} \]
Ta thấy \( m_C + m_H = m_A = 5,0 \text{ g} \).

Kết luận: Chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố là C và H. A là một hiđrocacbon.

Bước 3: Tìm công thức đơn giản nhất (CTĐGN) của A.
Gọi CTPT của A là C_xH_y. Ta có tỉ lệ số mol các nguyên tố:
\[ x : y = n_C : n_H = 0,4 : 0,2 = 2 : 1 \]
Vậy, công thức đơn giản nhất của A là (C₂H)_n.

Bước 4: Tìm khối lượng mol phân tử của A (M_A).
Dữ kiện cho biết: “12,5 g A làm hóa hơi có thể tích bằng thể tích của 4 g CH₄ trong cùng điều kiện.”

Theo định luật Avogadro, trong cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất, những thể tích bằng nhau của các chất khí khác nhau sẽ chứa cùng một số mol.

Do đó, số mol của 12,5 g A bằng số mol của 4 g CH₄.
\[ n_A = n_{CH_4} \]
Ta có:
\[ n_{CH_4} = \frac{m_{CH_4}}{M_{CH_4}} = \frac{4}{12 + 4 \times 1} = \frac{4}{16} = 0,25 \text{ mol} \]
Vậy \( n_A = 0,25 \text{ mol} \).

Khối lượng mol phân tử của A là:
\[ M_A = \frac{m_A}{n_A} = \frac{12,5}{0,25} = 50 \text{ (g/mol)} \]

Bước 5: Xác định CTPT của A.
Từ CTĐGN là (C₂H)_n và M_A = 50, ta có:
\[ (2 \times 12 + 1) \times n = 50 \]
\[ 25n = 50 \]
\[ n = 2 \]
Thay n = 2 vào CTĐGN, ta được CTPT của A là C₄H₂.

Bước 6: Viết CTCT và gọi tên đồng phân.
A có CTPT là C₄H₂ và là chất hữu cơ mạch hở.
Độ bất bão hòa (số liên kết π + vòng) của A là:
\[ k = \frac{2 \times 4 + 2 – 2}{2} = 4 \]
Vì A mạch hở nên phân tử A có tổng số liên kết π là 4.

Với 4 nguyên tử C và 2 nguyên tử H, cấu tạo mạch hở duy nhất hợp lý là có 2 liên kết ba.

CTCT của A:
CH≡C–C≡CH

Tên gọi theo danh pháp thay thế (IUPAC): But-1,3-điin (hoặc Butadiyne theo tên tiếng Anh).

Trong chương trình lớp 11, với điều kiện mạch hở, C₄H₂ chỉ có một đồng phân cấu tạo duy nhất này.

b) Cho 10 g A tác dụng với dung dịch chứa AgNO₃ dư trong NH₃ thì thu được m g kết tủa. Tính m.

Bước 1: Xác định tính chất hóa học của A.
A có công thức là CH≡C–C≡CH. Đây là một ankin có liên kết ba ở đầu mạch (ank-1-in). Thậm chí, hợp chất này có cả hai liên kết ba đều ở hai đầu mạch.

Các hiđrocacbon có liên kết ba ở đầu mạch (nhóm –C≡CH) có nguyên tử H linh động, có thể bị thay thế bởi ion kim loại. Phản ứng với dung dịch AgNO₃/NH₃ là phản ứng đặc trưng cho tính chất này và tạo ra kết tủa màu vàng nhạt.

Vì A có 2 nguyên tử H linh động ở hai đầu mạch nên cả hai sẽ tham gia phản ứng.

Bước 2: Viết phương trình hóa học.
\[ \text{CH≡C–C≡CH} + 2\text{AgNO}_3 + 2\text{NH}_3 \rightarrow \text{AgC≡C–C≡CAg} \downarrow + 2\text{NH}_4\text{NO}_3 \]
Kết tủa thu được là Bạc butađiua (AgC≡C–C≡CAg).

Bước 3: Tính toán theo phương trình hóa học.
Số mol của 10 g A (C₄H₂) tham gia phản ứng là:
\[ n_{C_4H_2} = \frac{10}{50} = 0,2 \text{ mol} \]
Dựa vào phương trình hóa học, tỉ lệ mol là 1:1:
\[ n_{\text{kết tủa}} = n_{C_4H_2} = 0,2 \text{ mol} \]
Khối lượng mol của kết tủa AgC≡C–C≡CAg (hay Ag₂C₄) là:
\[ M_{\text{kết tủa}} = 2 \times 108 + 4 \times 12 = 216 + 48 = 264 \text{ (g/mol)} \]
Khối lượng kết tủa thu được là:
\[ m = n_{\text{kết tủa}} \times M_{\text{kết tủa}} = 0,2 \times 264 = 52,8 \text{ g} \]

Vậy, khối lượng kết tủa thu được là 52,8 gam.

Tổng kết:
Qua bài tập này, chúng ta đã ôn lại các bước cơ bản để xác định công thức phân tử một chất hữu cơ dựa vào sản phẩm cháy và khối lượng mol. Đồng thời, chúng ta cũng củng cố lại kiến thức về tính chất hóa học đặc trưng của ankin có liên kết ba đầu mạch. Đây là một dạng bài rất quan trọng, các em cần nắm vững nhé! Chúc các em học tốt