6.35. Hỗn hợp khí A chứa metan, axetilen và propen. Đốt cháy hoàn toàn 11 g hỗn hợp A, thu được 12,6 g H20. Mặt khác, nếu dẫn 11,2 lít A (đktc) qua nước brom (lấy dư) thì khối lượng brom nguyên chất phản ứng tối đa là 100 g.
Hãy xác định thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích của từng chất trong hỗn hợp A.
Giả sử trong 11 gam hỗn hợp A có x mol CH4, y mol C2H2 và z mol C3H6 :
16x + 26y + 42z = 11 (1)
Khi đốt cháy 11 g A :
CH4 + 202 \( \to \) C02 + 2H20
x mol 2x mol
2C2H2 + 502 \( \to \) 4C02 + 2H20
y mol y mol
2C3H6 + 902 \( \to \) 6C02 + 6H20
z mol 3z mol
Số mol H20:
2x + y + 3z = \(\frac{{12,6}}{{18}}\) = 0,7 (mol) (2)
Số mol A được dẫn qua nước brom là : \(\frac{{11,2}}{{22,4}}\) = 0,5 (mol).
Số mol \(B{{\rm{r}}_2}\) đã dự phản ứng : \(\frac{{100}}{{160}}\) = 0,625 (mol).
Nếu dẫn 11 g A đi qua nước brom :
CH4 không phản ứng
x mol
C2H2 + 2Br2 \( \to \) C2H2Br4
y mol 2y mol
C3H6 + Br2 \( \to \)C3H6Br2
z mol z mol
Như vậy : (x + y + z) mol A tác dụng với (2y + z) mol Br2,
0,500 mol A tác dụng với 0,625 mol Br2
\(\frac{{x + y + z}}{{0,5}} = \frac{{2y + z}}{{0,625}}\) \( \to \) 5x + z = 3y
Giải hệ phương trình, tìm được x = 0,1 ; y = 0,2 ; z = 0,1
Advertisements (Quảng cáo)
Thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp A :
|
|
Theo khối lượng |
Theo thể tích |
|
\(C{H_4}\) |
\(\frac{{0,1.16}}{{11}}.100\% = 14,5\% \) |
\(\frac{{0,1}}{{0,4}}.100\% = 25\% \) |
|
\({C_2}{H_2}\) |
\(\frac{{0,2.26}}{{11}}.100\% = 47,3\% \) |
\(\frac{{0,2}}{{0,4}}.100\% = 50\% \) |
|
\({C_3}{H_6}\) |
\(\frac{{0,1.42}}{{11}}.100\% = 38,2\% \) |
\(\frac{{0,1}}{{0,4}}.100\% = 25\% \) |
6.36*. Một bình kín dung tích 8,4 lít có chứa 4,96 g 02 và 1,3 gam hỗn hợp khí A gồm 2 hiđrocacbon. Nhiệt độ trong bình \({t_1}\) = 0°c và áp suất trong bình \({p_1}\) = 0,5 atm.
Bật tia lửa điện trong bình kín đó thì hỗn hợp A cháy hoàn toàn. Sau phản ứng, nhiệt độ trong bình là t2 = 136,5°c và áp suất là \({p_2}\) atm. Dẫn các chất trong bình sau phản ứng đi qua bình thứ nhất đựng H2S04 đặc, sau đó qua bình 2 đựng dung dịch NaOH (có dư) thì khối lượng bình thứ hai tăng 4,18 g.
1. Tính p2, biết rằng thể tích bình không đổi.
2. Xác định công thức phân tử và phần trăm theo thể tích của từng chất trong hỗn hợp A nếu biết thêm rằng trong hỗn hợp đó có một chất là anken và một chất là ankin.
1. \({C_x}{H_y} + (x + \frac{y}{4}){O_2} \to xC{O_2} + \frac{y}{2}{H_2}O\)
\({C_{x’}}{H_{y’}} + (x’ + \frac{{y’}}{4}){O_2} \to x’C{O_2} + \frac{{y’}}{2}{H_2}O\)
\({H_2}S{O_4} + n{H_2}O \to {H_2}S{O_4}.n{H_2}O\)
\(2NaOH + C{O_2} \to N{a_2}C{O_3} + {H_2}O\)
Số mol C02 là : \(\frac{{4,18}}{{44}}\) = 0,095 (mol).
Khối lượng C trong hỗn hợp A là : 0,095.12 = 1,14 (g).
Khối lượng H trong hỗn hợp A là : 1,3 – 1,14 = 0,16 (g).
Số mol H20 sau phản ứng là : \(\frac{{0,16}}{2}\) = 0,08 (mol).
Để tạo ra 0,095 mol C02 cần 0,095 mol 02 ;
Để tạo ra 0,08 mol H20 cần \(\frac{{0,08}}{2}\) = 0,04 (mol) 02.
Số mol 02 đã tham gia phản ứng là : 0,095 + 0,04 = 0,135 (mol).
Advertisements (Quảng cáo)
Số mol 02 ban đầu là : \(\frac{{4,96}}{{32}}\) =0,155 (mol).
Số mol 02 còn dư là : 0,155 – 0,135 = 0,02 (mol).
Số mol 3 chất trong bình sau phản ứng :
0,095 + 0,08 + 0,02 = 0,195 (mol).
Nếu ở đktc thì Vo = 0,195.22,4 = 4,37 (lít).
Thực tế \({V_2}\) = 8,4 lít
\(\frac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} = \frac{{{p_o}{V_o}}}{{{T_o}}} \Rightarrow {p_2} = \frac{{{p_o}{V_o}}}{{{T_o}}}.\frac{{{T_2}}}{{{V_2}}} = \frac{{1.4,37}}{{273}}.\frac{{(273 + 136,5)}}{{8,4}} = 0,78(atm).\)
2. Đổi thể tích hỗn hợp khí trước phản ứng về đktc :
\({p_1}{V_1} = {p_o}V{‘_o} \to V{‘_o} = \frac{{{p_1}{V_1}}}{{{p_o}}} = \frac{{0,5.8,4}}{1} = 4,2(l)\)
Số mol khí trước phản ứng : \(\frac{{4,2}}{{22,4}}\) = 0,1875 (mol).
Số mol 2 hiđrocacbon : 0,1875 – 0,155 = 0,0325 (mol).
Đặt lượng CnH2n là a mol, lượng CmH2m-2 là b mol, ta có a + b = 0,0325.
\({C_n}{H_{2n}} + \frac{{3n}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O\)
a 1,5na na
\({C_m}{H_{2m – 2}} + \frac{{3n – 1}}{2}{O_2} \to mC{O_2} + (m – 1){H_2}O\)
b (l,5m-0,5)b mb
Số mol 02 : l,5na + (l,5m – 0,5)b = 0,135 (2)
Số mol C02 : na + mb = 0,095 (3)
Từ (2) và (3), tìm được b = 0,015 \( \Rightarrow \) a = 0,0175
Thay các giá trị của a và b vào (3), ta có :
\({1,75.10^{ – 2}}n + {1,5.10^{ – 2}}m = {9,5.10^{ – 2}}\)
7n + 6m = 38
Nếu n = 2 thì m = \(\frac{{38 – 2.7}}{6}\) = 4 ;
Nếu n = 3 thì m = \(\frac{{38 – 3.7}}{6}\) = 2,83 (loại) ;
Nếu n > 3 thì m < 2 (loại).
% về thể tích của C2H4 : \(\frac{{{{1,75.10}^{ – 2}}}}{{{{3,25.10}^{ – 2}}}}\). 100% = 53,8%.
% về thể tích của C4H6 là 46,2%
6.37. Trình bày phương pháp hoá học để phân biệt các hiđrocacbon sau :
1. axetilen và metan ;
2. axetilen và etilen ;
3. axetilen, etilen và metan ;
4. but-1-in và but-2-in.
1. Dùng phản ứng với nước brom.
2. Dùng phản ứng với dung dịch AgN03 trong amoniac.
3. Dùng phản ứng với dung dịch AgN03 trong amoniac sau đó dùng phản ứng với nước brom.
4. Dùng phản ứng với dung dịch AgN03 trong amoniac.
6.38. Cho biết phương pháp làm sạch chất khí:
1. metan lẫn tạp chất là axetilen và etilen ;
2. etilen lẫn tạp chất là axetilen.
1. Dẫn hỗn hợp khí đi qua nước brom (lấy dư). Sau đó dẫn metan đi qua H2S04 đặc để làm khô.
2. Dẫn hỗn hợp khí đi qua lượng dư dung dịch AgN03 trong amoniac. Sau đó dẫn etilen đi qua H2S04 đặc để làm khô.
