85
Hỗn hợp khí D thoát ra gồm C2H6 và H2 dư. Trong hỗn hợp D gọi C2H6 : x(mol) và
H2 dư : y (mol). Ta có Dhh
M= 4,5.2 = 9 Þ yx
2y 30x
+
+
= 9 Þ y = 3x
Þ %C2H6 = yx
x
+.100% = %100.
3x
x
x
+= 25%
%H2 = 100% - 25% = 75%
d. Khối lượng các sản phẩm :
C2H2 + H2 ¾¾®¾ CtNi, oC2H4
u u u (mol)
C2H2 + 2H2 ¾¾®¾ CtNi, oC2H6
x 2x x (mol)
Gọi u (mol) là số mol C2H4 thu được Þ B gồm :
C2H4 : u (mol)
C2H6 : x (mol)
C2H2 dư : a – (u + x) (mol)
H2 dư : 3x (mol)
· nB = =
4,22
136,3 0,14 (mol) Þ u + x + a – (u + x) + 3x = 0,14 Þ a + 3x = 0,14 (1)
· nH2 ban đầu = 1,5a(mol) Þ u + 2x +3x = 1,5 Þ1,5a = u + 5x (2)
·
B
A
n
n= Þ
7
10
7
10
0,14
2,5a =Þ a = 0,8 (mol)
Từ (1) Þ x = 0,02 (mol)
Từ (2) Þ u = 0,02 (mol)
Trong B chỉ có C2H4 : 0,02 (mol) và C2H2 : 0,04 (mol) cho phản ứng cộng với dung
dịch Br2 :
C2H4 + Br2 ® C2H4Br2
0,02 ® 0,02 (mol)
C2H2 + 2Br2 ® C2H2Br4
0,04 ® 0,04 (mol)
Þ mC2H4Br2 = 0,02.188 = 3,76 (gam)
mC2H2Br4 = 0,04.346 = 13,84 (gam)
Bài 4 :
Một bình kín 2 lít ở 27,3oC chứa 0,03 mol C2H2 ; 0,015 mol C2H4 và 0,04 mol H2 có
áp suất P1. Tính P1
- Nếu trong bình đã có một ít bột Ni làm xúc tác (thể tích không đáng kể) nung bình
đến nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn, sau đó đưa về nhiệt độ ban đầu được hỗn
hợp khí A có áp suất P2.
- Cho hỗn hợp A tác dụng với lượng dư dd AgNO3/NH3 thu được 3,6 gam kết tủa.
Tính P2. Tính số mol mỗi chất trong A..
86
GIẢI :
· Tính áp suất P1 :
Tổng số mol các chất trước phản ứng :
n1 = nC2H2 + nC2H4 + nH2 = 0,03 + 0,015 + 0,04 = 0,085 (mol)
Áp dụng phương trình trạng thái khí lí tưởng :
05,1
2
3,300.082,0.085,0
11
1===Þ=
V
RTn
PnRTPV atm
· Tính áp suất P2 và số mol các chất :
Các ptpứ :
C2H2 + H2 ¾¾®¾ CtNi, o C2H4
a ® a ® a (mol)
C2H4 + H2 ¾¾®¾ CtNi, o C2H6
b ® b ® b (mol)
Vì số mol H2 = 0,04 < nC2H2 + nC2H4 = 0,045 (mol) nên phản ứng hết H2
Đặt a, b là số mol H2 tham gia hai phản ứng trên
Þ a + b = 0,04 (1)(mol)
C2H2 còn dư sau phản ứng trên tác dụng với lượng dư dd AgNO3/NH3 :
HC
º
CH + Ag2O ¾¾¾¾®¾ 33
/NHddAgNO C2Ag2 ¯ + H2O
0,015 ¬ 0,015 (mol)
nC2Ag2 = 015,0
240
6,3 =(mol)
Þ nC2H2 dư = 0,015 mol
Þ nC2H2 phản ứng = a = 0,03 – 0,015 = 0,015 (mol)
b = 0,04 – a = 0,04 – 0,015 = 0,025 (mol)
å
nC2H4 = nC2H4 bđ + a = 0,015 + 0,015 = 0,03 (mol)
nC2H4 d ư = 0,03 – b = 0,03 – 0,025 = 0,005 (mol)
Áp suất P2 :
å
n2 = nC2H2 dư + nC2H4 dư + nC2H6 = 0,015 + 0,005 + 0,025 = 0,045 (mol)
554,0
2
3,300.082,0.045,0
2
2===
V
RTn
P(atm)
Bài 5 :
Cho a gam CaC2 chứa b% tạp chất trơ tác dụng với nước thì thu được V lít C2H2
(đktc)
1) Lập biểu thức tính b theo a và V
2) Nếu cho V lít trên vào bình kín có than hoạt tính nung nóng làm xúc tác,to trong
bình toC áp suất P1. Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí, trong đó sản phẩm phản ứng
chiếm 60%V, nhiệt độ không đổi, áp suất P2
Tính hiệu suất của phản ứng.
3) Giả sử dung tích bình không đổi, thể tích chất rắn không đáng kể. Hãy
87
a) Lập biểu thức tính áp suất P2 theo P1 và hiệu suất h.
b) Tính khoảng giá trị của P2 theo P1
GI ẢI :
1) Lập biểu thức tính b theo a và V :
· Cách 1 :
CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2
22,4
V 22,4
V (mol)
Gọi V là thể tích C2H2 sinh ra.
nC2H2 = 22,4
V
mCaC2 = 64. 22,4
V mtạp chất = (a- 22,4
64V )
b% = %100.
20V-a7
%100.
a
22,4
64V
-a
=
· Cách 2 :
CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2
64(g) 22,4(lít)
a – 0,01b(g) V(lít)
b(%)
Ta lập được tỉ l ệ :
baV 224,04,2264
V
22,4
0,01b-a
64 -=Þ=
Þb = 7
207
0,224
64V-22,4a Va
-
=Þ b%= %100.
20V-a7
2) Tính hiệu suất phản ứng :
Xét phản ứng :
3C2H2 ¾¾¾¾¾®¾ C,600hoat tinh C oC6H6
x ® x/3 (lít)
Gọi x là thể tích C2H2 đã tham gia phản ứng trên
Tổng số mol các chất sau phản ứng :
ï
î
ï
í
ì-
3
:
:
66
22
x
HC
xVHC
(lít)
å
n = V – x + x/3 = V – 2/3x (l)
VC6H6 = 60%Vhh
88
Cách 1 : Tính theo chất tham gia :
ÛVxxV
x
11
9
)
3
2
(6,0
3
=Þ-=
Hiệu suất phản ứng h = %81,81%100.
11
9
%100.
11
9
%100. ===
V
V
V
x
Cách 2 : Tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm :
xxV
x
9
11
V)
3
2
(6,0
3
=Þ-=
Theo phản ứng :
3C2H2 ¾¾¾¾¾®¾ C,600hoat tinh C oC6H6
V ® V/3 (theo lý thuyết)
h% = %100.
11
9
%100.
3
11x/9
x/3
%100.
V/3
3/
%100.
t) thuyê'V(lý
) tê'V(thuc === x= 81,81%
3)
a) Lập biểu thức tính áp suất P2 theo P1 và hiệu suất h :
Ta có pt TTKLT :
PVbình = nRT
Ở Vbình, T = const
Þ
1
2
1
2
1
2
V
V
n
n
P
P==
V2, V1 : Số mol các chất trong bình.
Và V2 = V – 2/3x
V1 = V
Þ3.100
h2
1
V3
2
1
V
3
2
-V
V
V
P
P
1
2
1
2-=-=== x
x
Þ12
1
2P
300
h2300
P
300
h2300
P
P-
=Þ
-
=
b) Tính khoảng giá trị của P2 theo P1 :
Ta có 0 < h £ 100
h = 0 Þ
300
h2300
-
= 1
h = 100 Þ
300
h2300
-
=
3
1
Þ
3
1P1 £ P2 £ P1
89
Bài 6 :
Khi sản xuất đất đèn ta thu được hỗn hợp rắn gồm CaC2, Ca và CaO (hh A). Cho hỗn
hợp A tác dụng hết với nước thì thu được 2,5 lít hỗn hợp khí khô X ở 27,0oC và
0,9856atm. Tỉ khối của X so với metan bằng 0,725.
a) Tính % khối lượng mỗi chất trong A
b) Đun nóng hỗn hợp khí X với bột Ni xúc tác một thời gian thì thu được hỗn hợp khí Y,
chia Y làm hai phần bằng nhau.
- Phần thứ nhất cho lội từ từ qua bình nước Brom dư thấy còn lại 448 ml hỗn hợp khí
X (đktc) và tỉ khối so với Hidro là 4,5. Hỏi khối lượng bình nuớc Brom tăng bao nhiêu
gam?
- Phần thứ hai đem trộn với 1,68 lít O2 (đktc) trong bình kín dung tích 4 lít. Sau khi
bật tia lửa điện để đốt cháy, giữ nhiệt độ bình ở 109,2oC. Tính áp suất bình ở nhiệt độ đó
biết dung tích bình không đổi.
GIẢI :
a) Tính % khối lượng mỗi chất trong A :
Gọi 5,52g hh A CaC2 : a
Ca : b
CaO : c (mol)
mhh X = 64a + 40b + 56c = 5,52 (1)
Lưu ý : hỗn hợp A tác dụng với nước, cả Ca và CaO cũng có phản ứng.
CaC2 + 2H2O ® Ca(OH)2 + C2H2
a a (mol)
Ca + H2O ® Ca(OH)2 + H2
b b (mol)
CaO + H2O ® Ca(OH)2
c (mol)
2,5 lít khí thu được gồm : C2H2 : a
H2 : b
X
M= 0,725.16 = 11,6
nhhX = a + b =
RT
PV =1,0
0,082.300
2,5.0,9856 = (mol) (2)
X
M = 0,725.16 = 11,6 (gam/mol)
Þ mX = X
M.nX = 11,6.0,1 = 1,16 (gam)
Þ 26a + 2b = 1,16 (3)
(2), (3) Þ î
í
ì
=
=
0,06b
0,04a (mol)
Theo các phản ứng trên :
nCaC2 = nC2H2 = 0,04 mol Þ %CaC2 = %38,46%100.
52,5
04,0.64 =