Đề bài
Một bình kín dung tích 11,2 lít có chứa 6,4 g O2 và 1,36 g hỗn hợp khí A gồm 2 ankan. Nhiệt độ trong bình là 0°C và áp suất là p1 atm. Bật tia lửa điện trong bình kín đó thì hỗn hợp A cháy hoàn toàn. Sau phản ứng, nhiệt độ trong bình là 136,5°C và áp suất là p2 atm.
Nếu dẫn các chất trong binh sau phản ứng vào dung dịch Ca(OH)2 lấy dư thì có 9 gam kết tủa tạo thành.
1. Tính p1 và p2, biết rằng thể tích bình không đổi.
2. Xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích từng chất trong hỗn hợp A, biết rằng số mol của ankan có phân tử khối nhỏ nhiều gấp 1,5 lần số mol của ankan có phân tử khối lớn.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
1. +) Giả sử hỗn hợp A có x mol CnH2n+2 và y mol CmH2m+2
+) Viết PTHH khi đốt cháy A.
+) Từ các dữ kiện đề bài lập các phương trình toán học để tính p1 và p2
2. Biện luận n, m => CTPT của 2 ankan => phần trăm thể tích từng chất.
Lời giải chi tiết
1. Giả sử hỗn hợp A có x mol CnH2n+2 và y mol CmH2m+2 :
(14n + 2)x + (14m + 2)y = 1,36 ⇒ 14(nx + my) + 2(x + y) = 1,36 (1)
Khi đốt hỗn hợp A :
CnH2n+2+3n+12O2→nCO2+(n+1)H2O
x mol 3n+12x mol nx mol (n + 1)x mol
CmH2m+2+3m+12O2→mCO2+(m+1)H2O
y mol 3m+12y mol ny mol (n + 1)y mol
nCO2=nCaCO3=9100=0,09(mol)
⇒ nx + my = 0,09 (2)
Từ (1) và (2), tìm được x + y = 0,05.
Số mol O2 trước phản ứng : 6,432 = 0,2(mol).
Tổng số mol khi trước phản ứng : 0,2 + 0,05 = 0,25 (mol).
Nếu ở đktc thì V0 = 0,25.22,4 = 5,6 (lít).
Thực tế V1 = 11,2 (lít)
p1V1 = p0V0 ⇒ p1 = p0V0V1 = 15,611,2 = 0,5(atm).
Số mol hơi nước : (n + 1)x + (m + 1)y = nx + my + x + y = 0,14
Số mol O2 dự phản ứng: (3n+1)x+(3m+1)y2=3.0,09+0,052 = 0,16 (mol)
SỐ mol O2 còn dư : 0,2 - 0,16 = 0,04 (mol).
Tổng số mol khí sau phản ứng : 0,09 + 0,14 + 0,04 = 0,27 (mol).
Nếu ở đktc thì V′0 = 0,27.22,4 = 6,048 (lít)
Thực tế V2 = 11,20 (lít)
p2V2T2=p0V′0T0→p2=1.6,048273.(273+136,5)11,2=0,81(atm)
2) Nếu n < m thì x = 1,5y ;
Vậy x = 0,03 ; y = 0,02
0,03n + 0,02m = 0,09 ⇒ 3n + 2m = 9
3n = 9 - 2m ⇒ n = 3 - 2m3
n và m nguyên dương nên m = 3 và n = 1.
CH4 chiếm 60% thể tích hỗn hợp.
C3H8 chiếm 40% thể tích hỗn hợp.
