11,2 l hoonx hợp khí X gồm H2 và Ch4 có tỉ khối so với O2 là 0,325. Đốt hỗn hợp khí X với 28,8g O2,sau phản ứng làm lạnh để hơi nước ngưng tụ được hỗn hợp Y. a, Tính % theo thể tích của hỗn hợp khí X. b, Tính % theo thể tích và theo khối lượng của hỗn hợp khí Y.

Đáp án:

a, Vh2= 40%, CH4 60%

b, %V: H2O 72,7%, CO2 27,3%

%m: H2O 52,17%; CO2 47,83%

Giải thích các bước giải:

Đáp án:

a) %VH2 = 40% và %VCH4 = 60%

b) Trong Y: % V O2 dư = 15,38%; %VH2O = 61,54%; %VCO2 = 23,08%

%mO2 dư =  18,82%

%mH2O = 42,35%

%mCO2 = 38,83%

Giải thích các bước giải:

Khối lượng trung bình của hh X là: MX = 0,325.MO2 = 0,325.32 = 10,4 (g/mol)

nhh X = Vhh X : 22,4 = 11,2 : 22,4 = 0,5 (mol)

áp dụng quy tắc đường chéo ta có:

H2:    2                 5,6

                10,4

CH4: 16               8,4 

\( \Rightarrow {{{n_{{H_2}}}} \over {{n_{C{H_4}}}}} = {{5,6} \over {8,4}} = {2 \over 3}\)

Đặt nH2= 2a thì nCH4 = 3a

=> 2a + 3a = 0,5

=> 5a = 0,5 

=> a = 0,1 

=> Trong hh X: nH2 = 0,2 (mol) và nCH4 = 0,3 (mol)

a) Phần trăm về thể tích tỉ lệ với phần trăm về số mol nên:

\(\eqalign{
  & \% {V_{{H_2}}} = {{{n_{{H_2}}}} \over {{n_{hhX}}}}.100\%  = {{0,2} \over {0,5}}.100\%  = 40\%   \cr 
  &  \Rightarrow \% {V_{C{H_4}}} = 100\%  - 40\%  = 60\%  \cr} \)

b)

Xét đốt hh X với O2

nO2 = mO2 : MO2 = 28,8 : 32 = 0,9 (mol)

PTHH: 2H2 + O2 ---> 2H2O   (1)

          0,2 ---> 0,1 ---> 0,2 (mol)

            CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O  (2)

          0,3 ---> 0,6 ---> 0,3 ---> 0,6 (mol)

Theo PTHH (1) và (2): Tổng mol O2 pư = 0,1 + 0,6 = 0,7 (mol) => nO2 dư = 0,9 - 0,7 = 0,2 (mol)

Tổng mol H2O = 0,2 + 0,6 = 0,8 (mol)

nCO2 = 0,3 (mol)

hh Y gồm: O2 dư: 0,2 mol; H2O: 0,8 mol và CO2: 0,3 mol

=> Tổng mol hh Y = 0,2 + 0,8 + 0,3 = 1,3 (mol)

Phần trăm về thể tích các chất trong Y tỉ lệ với phần trăm số mol nên ta có:

\(\eqalign{
  & \% {V_{{O_2}}}_{du} = {{{n_{{O_2}}}_{du}} \over {{n_{hhY}}}}.100\%  = {{0,2} \over {1,3}}.100\%  = 15,38\%   \cr 
  & \% {V_{{H_2}O}} = {{{n_{{H_2}O}}} \over {{n_{hhY}}}}.100\%  = {{0,8} \over {1,3}}.100\%  = 61,54\%   \cr 
  &  \Rightarrow \% {V_{CO2}} = 100\%  - 15,38\%  - 61,54\%  = 23,08\%  \cr} \)

mO2 dư = 0,2.32 = 6,4 (g)

mH2O = 0,8.18 =14,4 (g)

mCO2 = 0,3.44 = 13,2 (g)

=>mhh Y = 6,4+ 14,4 + 13,2 = 34 (g)

Phần trăm theo khối lượng của mỗi chất trong Y là:

%mO2 dư = (mO2 : mhhY).100% = (6,4: 34).100% = 18,82%

%mH2O = (mH2O : mhhY).100% = (14,4 : 34).100% = 42,35%

%mCO2 = 100% - %mO2 dư - %mH2O = 38,83%