Đề bài
Hỗn hợp khí A chứa hiđro, một ankan và một anken. Dẫn 15,68 lít A đi qua chất xúc tác Ni nung nóng thì nó biến thành 13,44 lít hỗn hợp khí B. Dẫn B đi qua bình đựng dung dịch brom thì màu của dung dịch nhạt đi và khối lượng bình tăng thêm 5,6 g. Sau phản ứng còn lại 8,96 lít hỗn hợp khí C có tỉ khối đối với hiđro là 20,25. (Biết các thể tích đo ở đktc ; các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn).
Hãy xác định công thức phân tử và phần trăm thể tích của từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C.
Phương pháp giải - Xem chi tiết
+) Tính số mol A
+) Hỗn hợp B chứa 3 chất: ankan ban đầu \({C_n}{H_{2n + 2}}\), ankan mới tạo ra \({C_m}{H_{2m + 2}}\) và anken còn dư CmH2m \( \to\) số mol H2
+) Khi B qua nước brom thì anken bị giữ lại hết
+) Hỗn hợp C chỉ còn \({C_n}{H_{2n + 2}}\) và \({C_m}{H_{2m + 2}}\)
+) Dựa vào dữ kiện "khối lượng bình tăng thêm 5,6 g" \( \to\) m
+) Xác định n \( \to\) phần trăm thể tích của từng chất trong mỗi hỗn hợp A, B và C
Lời giải chi tiết
Số mol các chất trong A là : \(\dfrac{{15,68}}{{22,4}}\) = 0,7 (mol).
Khi A qua chất xúc tác Ni :
Hỗn hợp B chứa 3 chất: ankan ban đầu \({C_n}{H_{2n + 2}}\), ankan mới tạo ra \({C_m}{H_{2m + 2}}\) và anken còn dư CmH2m với số mol tổng cộng là : \(\dfrac{{13,44}}{{22,4}}\) = 0,6 (mol).
Số mol H2 trong A là : 0,7 - 0,6 = 0,1(mol).
Khi B qua nước brom thì anken bị giữ lại hết:
\({C_m}{H_{2m}} + B{{\rm{r}}_2} \to {C_m}{H_{2m}}B{{\rm{r}}_2}\)
Hỗn hợp C chỉ còn \({C_n}{H_{2n + 2}}\) và \({C_m}{H_{2m + 2}}\) với tổng số mol là \(\dfrac{{8,96}}{{22,4}}\) = 0,4 (mol).
Như vậy, 0,2 mol CmH2m có khối lượng 5,6 g, do đó 1 mol CmH2m có khối lượng \(\dfrac{{0,56}}{{0,2}}\) = 28 (g) \( \Rightarrow \) m = 2.
CTPT của anken là C2H4 ; ankan do chất này tạo ra là C2H6.
Trong hỗn hợp C có 0,1 mol C2H6 và 0,3 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\)
Khối lượng hỗn hợp C là : 20,25.2.0,4 = 16,2 (g)
Trong đó 0,1 mol C2H6 có khối lượng 3 g và 0,3 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\) có khối iượng là 16,2 - 3 = 13,2(g).
Khối lương 1 mol \({C_n}{H_{2n + 2}}\) là \(\dfrac{{13,2}}{{0,3}}\) = 44,0 (g) \( \Rightarrow \) n = 3
Hỗn hợp A : C3H8 (42,86%); C2H4 (42,86%) ; H2 (14,29%).
Hỗn hợp B : C3H8 (50%) ; C2H6 (16,67%) ; C2H4 (33,33%).
Hỗn hợp C : C3H8 (75%) ; C2H6 (25%).
