Đề bài
Hỗn hợp khí A chứa hiđro, một ankan và một anken. Đốt cháy hoàn toàn 100 ml A, thu được 210 ml khí CO2. Nếu đun nóng nhẹ 100 ml A có mặt chất xúc tác Ni thì còn lại 70 ml một chất khí duy nhất. Các thể tích khí đều đo ở cùng một điều kiện.
1. Xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của từng chất trong hỗn hợp A.
2. Tính thể tích oxi vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn 100 ml A.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
+) Giả sử trong 100 ml A có x ml CnH2n+2 ; y ml CnH2n và z ml H2.
+) Viết PTHH: \({C_n}{H_{2n + 2}} + \dfrac{{3n + 1}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)
\({C_n}{H_{2n}} + \dfrac{{3n}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O\)
\(2{H_2} + {O_2} \to 2{H_2}O\)
\({C_n}{H_{2n}} + {H_2} \to {C_n}{H_{2n + 2}}\)
+) Khai thác dữ kiện đề bài, giải hệ phương trình => x, y, z, n sau đó trả lời yêu cầu bài toán.
Lời giải chi tiết
1. Khi đun nóng A có mặt chất xúc tác Ni, chỉ còn lại 1 chất khí duy nhất. Vậy ankan và anken trong A có cùng số nguyên tử cacbon.
Giả sử trong 100 ml A có x ml CnH2n+2 ; y ml CnH2n và z ml H2.
x + y + z = 100 (1)
Khi đốt cháy hoàn toàn 100 ml A :
\({C_n}{H_{2n + 2}} + \dfrac{{3n + 1}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)
x ml nx mol
\({C_n}{H_{2n}} + \dfrac{{3n}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + n{H_2}O\)
y ml ny mol
\(2{H_2} + {O_2} \to 2{H_2}O\)
Thể tích CO2: n(x + y) = 210 (2)
Khi đun nóng A có mặt chất xúc tác Ni :
\({C_n}{H_{2n}} + {H_2} \to {C_n}{H_{2n + 2}}\)
y mol y mol y mol
x + y = 70 (3)
y = z (4)
Giải hệ phương trình, tìm được n = 3 ; x = 40 ; y = z = 30.
Thành phần thể tích của hỗn hợp A là : \({C_3}{H_8}\) : 40% ; \({C_3}{H_6}\): 30% ; H2 : 30%
2. Thể tích 02 là 350 ml.
