Đốt cháy hoàn toàn một hợp chất hữu cơ X (C, H, N) bằng lượng không khí vừa đủ (gồm 20% khí O₂, còn lại là N₂) thu được 8,8 gam khí CO₂; 6,3 gam H₂O và 34,72 lít khí N₂ ở đktc. Biết tỉ khối của X so với khí O₂ nhỏ hơn 2. Công thức phân tử của X là

Phương pháp:
Sơ đồ tóm tắt: X {C, H, N} + Không khí {O₂, N₂} → CO₂ + H₂O + N₂
- Bảo toàn nguyên tố C ⟹ số mol C trong X
- Bảo toàn nguyên tố H ⟹ số mol H trong X
- Bảo toàn nguyên tố O ⟹ số mol O₂ trong không khí ⟹ số mol N₂ trong không khí
- Bảo toàn nguyên tố N ⟹ số mol N trong X
- Lập tỉ lệ n_C : n_H : n_N ⟹ CTDGN ⟹ CTPT (dựa vào dữ kiện về tỉ khối)

Cách giải:
Theo đề bài ta có: n_{CO₂} = 8,8/44 = 0,2 (mol); n_{H₂O} = 6,3/18 = 0,35 (mol); n_{N₂} = 34,72/22,4 = 1,55 (mol)
Sơ đồ tóm tắt: X {C, H, N} + Không khí {O₂, N₂} → CO₂ + H₂O + N₂
Bảo toàn nguyên tố C ⟹ n_{C(X)} = n_{CO₂} = 0,2 (mol)
Bảo toàn nguyên tố H ⟹ n_{H(X)} = 2n_{H₂O} = 2 × 0,35 = 0,7 (mol)
Bảo toàn nguyên tố O ⟹ n_{O₂(kk)} = n_{CO₂} + n_{H₂O}/2 → n_{O₂(kk)} = (2n_{CO₂} + n_{H₂O})/2 = (2 × 0,2 + 0,35)/2 = 0,375 (mol)
Do trong không khí N₂ chiếm 80% và O₂ chiếm 20% ⟹ n_{N₂(kk)} = 4n_{O₂(kk)} = 4 × 0,375 = 1,5 (mol)
Bảo toàn nguyên tố N:
n_{N(X)} + 2n_{N₂(kk)} = 2n_{N(Sau pư)} → n_{N(X)} = 2n_{N(Sau pư)} - 2n_{N₂(kk)} = 2 × 1,55 - 2 × 1,5 = 0,1 (mol)
Ta có:
n_C : n_H : n_N = 0,2 : 0,7 : 0,1 = 2 : 7 : 1
⟹ CTDGN của X là C₂H₇N
Đặt CTPT của X là (C₂H₇N)_n
Theo đề bài, tỉ khối của X so với O₂ nhỏ hơn 2 ⟹ d_{X/O₂} = M_X/32 < 2 → M_X < 64 → n < 1,422 → n = 1
Vậy CTPT của X là C₂H₇N.
Chọn A.