Đề bài
Hỗn hợp khí A chứa metan, axetilen và propen. Đốt cháy hoàn toàn 11 g hỗn hợp A, thu được 12,6 g H2O. 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.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
+) Giả sử trong 11 gam hỗn hợp A có x mol CH4, y mol C2H2 và z mol C3H6
+) Viết các PTHH:
CH4 + 2O2 \( \to \) CO2 + 2H2O
2C2H2 + 5O2 \( \to \) 4CO2 + 2H2O
2C3H6 + 9O2 \( \to \) 6CO2 + 6H2O
C2H2 + 2Br2 \( \to \) C2H2Br4
C3H6 + Br2 \( \to \)C3H6Br2
+) Khai thác dữ kiện đề bài lập hệ pt \( \to\) x, y, z.
\( \to\) Tính thành phần phần trăm theo khối lượng và theo thể tích của từng chất trong A.
Lời giải chi tiết
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 + 2O2 \( \to \) CO2 + 2H2O
x mol 2x mol
2C2H2 + 5O2 \( \to \) 4CO2 + 2H2O
y mol y mol
2C3H6 + 9O2 \( \to \) 6CO2 + 6H2O
z mol 3z mol
Số mol H2O:
2x + y + 3z = \(\dfrac{{12,6}}{{18}}\) = 0,7 (mol) (2)
Số mol A được dẫn qua nước brom là : \(\dfrac{{11,2}}{{22,4}}\) = 0,5 (mol).
Số mol \(B{{\rm{r}}_2}\) đã dự phản ứng : \(\dfrac{{100}}{{160}}\) = 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
\(\dfrac{{x + y + z}}{{0,5}} = \dfrac{{2y + z}}{{0,625}}\) \( \to \) 5x + z = 3y
Giải hệ phương trình, tìm được x = 0,1 ; y = 0,2 ; z = 0,1
Thành phần phần trăm các chất trong hỗn hợp A :
|
| Theo khối lượng | Theo thể tích |
| \(C{H_4}\) | \(\dfrac{{0,1.16}}{{11}}.100\% = 14,5\% \) | \(\dfrac{{0,1}}{{0,4}}.100\% = 25\% \) |
| \({C_2}{H_2}\) | \(\dfrac{{0,2.26}}{{11}}.100\% = 47,3\% \) | \(\dfrac{{0,2}}{{0,4}}.100\% = 50\% \) |
| \({C_3}{H_6}\) | \(\dfrac{{0,1.42}}{{11}}.100\% = 38,2\% \) | \(\dfrac{{0,1}}{{0,4}}.100\% = 25\% \) |
