Bài 32.7 trang 50 SBT hóa học 11

Đề bài

Hỗn hợp khí A chứa C₂H₂ và H₂. Tỉ khối của A đối với hiđro là 5. Dẫn 20,16 lít A đi nhanh qua chất xúc tác Ni nung nóng thì nó biến thành 10,8 lít hỗn hợp khí B. Dẫn hỗn hợp B đi từ từ qua bình đựng nước brom (có dư) cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thì còn lại 7,39 lít hỗn hợp khí C. Các thể tích được đo ở đktc.

1. Tính phần trăm thể tích từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C.

2. Khối lượng bình đựng nước brom tăng thêm bao nhiêu gam ?

Lời giải chi tiết

1. Giả sử trong 20,16 lít A có x mol C₂H₂ và y mol H₂.

ta có: x + y = \(\dfrac{{20,16}}{{22,4}} = 0,9(1)\)

          \(\dfrac{{26x + 2y}}{{x + y}} = 5.2 = 10(2)\)

Giải hệ phương trình ta có x = 0,3 ; y = 0,6.

Thành phần hỗn hợp A : C₂H₂ chiếm \(\dfrac{{0,3}}{{0,9}}\). 100% = 33,33%

H₂ chiếm 100% - 33,33% = 66,67%

Khi A qua chất xúc tác Ni, xảy ra phản ứng cộng. C₂H₂ hợp hiđro có thể tạo thành C₂H₄ hoặc thành C₂H₆ hoặc thành cả 2 chất đó :

\(\begin{array}{l}
{C_2}{H_2} + {H_2} \to {C_2}{H_4}\\
{C_2}{H_2} + 2{H_2} \to {C_2}{H_6}
\end{array}\)

Số mol khí trong hỗn hợp B : \(\dfrac{{10,08}}{{22,4}}\) = 0,45 (mol).

Trong hỗn hợp A có 0,3 mol C₂H₂ thì trong hỗn hợp B cũng có 0,3 mol các hiđrocacbon.

Số mol H₂ trong B là : 0,45 - 0,3 = 0,15 (mol).

Số mol H₂ đã tham gia phản ứng : 0,6 - 0,15 = 0,45 (mol).

Khi B đi qua nước brom dư, những hiđrocacbon không no đều bị giữ lại hết (phản ứng hoàn toàn).

Vậy hỗn hợp C chỉ còn lại C₂H₆ và H₂ với số mol tổng cộng là : \(\dfrac{{7,39}}{{22,4}}\) = 0,33 (mol) ; trong đó số mol H₂ là 0,15 mol, vậy số mol C₂H₆ là : 0,33 - 0,15 = 0,18 (mol).

Thành phần hỗn hợp C : C₂H₆ chiếm \(\dfrac{{0,18}}{{0,33}}\). 100% = 54,55% ; 0,330

H₂ chiếm 100% - 55,45% = 45,45%.

Trong hỗn hợp B cũng phải có 0,18 mol C₂H₆. Để tạo ra 0,18 mol C₂H₆ cần 0,36 mol H₂ tác dụng với C₂H₂. Vậy lượng H₂ tác dụng với C₂H₂ để tạo ra C₂H₄ là : 0,45 - 0,36 = \({9.10^{ - 2}}\) (mol).

Lượng C₂H₄ trong hỗn hợp B là \({9.10^{ - 2}}\) (mol) và lượng C₂H₂ trong B là :

0,3 - 0,18 - \({9.10^{ - 2}}\) = \({3.10^{ - 2}}\) mol.

Thành phần hỗn hợp B :

C₂H₆ chiếm \(\dfrac{{0,18}}{{0,45}}\). 100% = 40% ;

C₂H₄ chiếm \(\dfrac{{{{9.10}^{ - 2}}}}{{0,45}}\). 100% = 20% ;

C₂H₂ chiếm \(\dfrac{{{{3.10}^{ - 2}}}}{{0,45}}\). 100% = 6,67% ;

H₂ chiếm \(\dfrac{{0,15}}{{0,45}}\). 100% = 33,33%.

2. Khối lượng bình đựng nước brom tăng thêm :

\({9.10^{ - 2}}.28 + {3.10^{ - 2}}.26\) = 3,3 (g).