Bài 27.7* trang 43 SBT hóa học 11

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 \({p_1}\) 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 \({p_2}\) 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 \({p_1}\) và \({p_2}\), 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.

Lời giải chi tiết

1. Giả sử hỗn hợp A có x mol C_nH_2n+2 và y mol C_mH_2m+2 :

(14n + 2)x + (14m + 2)y = 1,36 \( \Rightarrow \) 14(nx + my) + 2(x + y) = 1,36 (1)

Khi đốt hỗn hợp A :

\({C_n}{H_{2n + 2}} + \dfrac{{3n + 1}}{2}{O_2} \to nC{O_2} + (n + 1){H_2}O\)

x mol            \(\dfrac{{3n + 1}}{2}\)x mol     nx mol      (n + 1)x mol

\({C_m}{H_{2m + 2}} + \dfrac{{3m + 1}}{2}{O_2} \to mC{O_2} + (m + 1){H_2}O\)

y mol              \(\dfrac{{3m + 1}}{2}\)y mol        ny mol         (n + 1)y mol

\({n_{C{O_2}}} = {n_{CaC{O_3}}} = \dfrac{9}{{100}} = 0,09(mol)\)

\( \Rightarrow \) nx + my = 0,09 (2)

Từ (1) và (2), tìm được x + y = 0,05.

Số mol \({{O_2}}\) trước phản ứng : \(\dfrac{{6,4}}{{32}}\) = 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 \({V_1}\) = 11,2 (lít)

\({p_1}\)\({V_1}\) = \({p_0}\)\({V_0}\) \( \Rightarrow \) \({p_1}\) = \(\dfrac{{{p_0}{V_0}}}{{{V_1}}}\) = \(\dfrac{{{1}{5,6}}}{{{11,2}}}\) = 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: \(\dfrac{{(3n + 1)x + (3m + 1)y}}{2} = \dfrac{{3.0,09 + 0,05}}{2}\) = 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)

\(\dfrac{{{p_2}{V_2}}}{{{T_2}}} = \dfrac{{{p_0}V{'_0}}}{{{T_0}}} \to {p_2} = \dfrac{{1.6,048}}{{273}}.\dfrac{{(273 + 136,5)}}{{11,2}} = 0,81(atm)\)

2) Nếu n < m thì x = 1,5y ;

Vậy x = 0,03 ; y = 0,02

0,03n + 0,02m = 0,09 \( \Rightarrow \) 3n + 2m = 9

3n = 9 - 2m \( \Rightarrow \) n = 3 - \(\dfrac{{2m}}{3}\)

n và m nguyên dương nên m = 3 và n = 1.

\({C}{H_4}\) chiếm 60% thể tích hỗn hợp.

\({C_3}{H_8}\) chiếm 40% thể tích hỗn hợp.