Đốt cháy hoàn toàn 4,958 lít CH4 và 2,479 lít C2H4 cần V lít O2 thu được khí CO2 và nước. Sau phản ứng dẫn toàn bột khí thoát ra vào dung dịch Ba(OH)2 dư thấy xuất hiện a gam kết tủa (BaCO3) và xác định giá trị của V, a? (Các thể tích đo ở điều kiện chuẩn)
Quảng cáo
3 câu trả lời 4566
Để giải bài toán này, ta cần xác định lượng oxy cần thiết để đốt cháy các khí \( CH_4 \) và \( C_2H_4 \), sau đó tính toán khối lượng kết tủa \( BaCO_3 \) thu được.
### 1. Phương trình phản ứng cháy:
**Phản ứng cháy của \( CH_4 \):**
\[
CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O
\]
**Phản ứng cháy của \( C_2H_4 \):**
\[
C_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2O
\]
### 2. Số mol của các chất:
Tại điều kiện chuẩn, 1 mol khí có thể tích là 22,4 lít. Ta có:
- Số mol \( CH_4 \):
\[
n_{CH_4} = \frac{4,958 \, \text{lít}}{22,4 \, \text{lít/mol}} = 0,2214 \, \text{mol}
\]
- Số mol \( C_2H_4 \):
\[
n_{C_2H_4} = \frac{2,479 \, \text{lít}}{22,4 \, \text{lít/mol}} = 0,1107 \, \text{mol}
\]
### 3. Tính thể tích \( O_2 \) cần thiết:
- Số mol \( O_2 \) cần cho \( CH_4 \):
\[
n_{O_2 \, (CH_4)} = 0,2214 \times 2 = 0,4428 \, \text{mol}
\]
- Số mol \( O_2 \) cần cho \( C_2H_4 \):
\[
n_{O_2 \, (C_2H_4)} = 0,1107 \times 3 = 0,3321 \, \text{mol}
\]
- Tổng số mol \( O_2 \) cần:
\[
n_{O_2} = 0,4428 + 0,3321 = 0,7749 \, \text{mol}
\]
- Thể tích \( O_2 \) cần (ở điều kiện chuẩn):
\[
V_{O_2} = n_{O_2} \times 22,4 = 0,7749 \times 22,4 = 17,35 \, \text{lít}
\]
### 4. Tính khối lượng kết tủa \( BaCO_3 \):
- Số mol \( CO_2 \) tạo ra từ \( CH_4 \):
\[
n_{CO_2 \, (CH_4)} = 0,2214 \, \text{mol}
\]
- Số mol \( CO_2 \) tạo ra từ \( C_2H_4 \):
\[
n_{CO_2 \, (C_2H_4)} = 0,1107 \times 2 = 0,2214 \, \text{mol}
\]
- Tổng số mol \( CO_2 \) tạo ra:
\[
n_{CO_2} = 0,2214 + 0,2214 = 0,4428 \, \text{mol}
\]
- Khối lượng kết tủa \( BaCO_3 \) (vì \( BaCO_3 \) có \( M = 197 \) g/mol):
\[
a = n_{CO_2} \times 197 = 0,4428 \times 197 = 87,23 \, \text{g}
\]
### Kết quả:
- Thể tích \( O_2 \) cần thiết là: \( V = 17,35 \, \text{lít} \)
- Khối lượng kết tủa \( BaCO_3 \) thu được là: \( a = 87,23 \, \text{g} \)
\[n_{\text{CH}_4} = \frac{4,958}{24,79} = 0,2 \, \text{mol}\]
\[n_{\text{C}_2\text{H}_4} = \frac{2,479}{24,79} = 0,1 \, \text{mol}\]
pt
\[\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\]
\[\text{C}_2\text{H}_4 + 3\text{O}_2 \xrightarrow{t^\circ} 2\text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\]
\[\text{CO}_2 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{BaCO}_3 + \text{H}_2\text{O}\]
theo pt
\[n_{\text{O}_2} = 2n_{\text{CH}_4} + 3n_{\text{C}_2\text{H}_4} = 0,7 \, \text{mol}\]
\[V_{\text{O}_2} = 0,7 \times 24,79 = 17,353 \, \text{lít}\]
\[n_{\text{BaCO}_3} = n_{\text{CO}_2} = n_{\text{CH}_4} + 2n_{\text{C}_2\text{H}_4} = 0,4 \, \text{mol}\]
\[m_{\text{BaCO}_3} = 0,4 \times 197 = 78,8 \, \text{g}\]
Bài toán yêu cầu tính toán thể tích VVV lít O2O_2O2 cần thiết và khối lượng kết tủa aaa (BaCO_3) sau khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí CH4CH_4CH4 và C2H4C_2H_4C2H4.
Dữ kiện đề bài:
Thể tích CH4CH_4CH4: 4,958 lít
Thể tích C2H4C_2H_4C2H4: 2,479 lít
Các phương trình phản ứng:
Phản ứng đốt cháy CH4CH_4CH4:
CH4+2O2→CO2+2H2OCH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2OCH4+2O2→CO2+2H2OTheo phương trình, 1 mol CH4CH_4CH4 cần 2 mol O2O_2O2 và tạo ra 1 mol CO2CO_2CO2.
Phản ứng đốt cháy C2H4C_2H_4C2H4:
C2H4+3O2→2CO2+2H2OC_2H_4 + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 2H_2OC2H4+3O2→2CO2+2H2OTheo phương trình, 1 mol C2H4C_2H_4C2H4 cần 3 mol O2O_2O2 và tạo ra 2 mol CO2CO_2CO2.
Bước 1: Tính số mol các chất.
Ở điều kiện chuẩn (0°C, 1 atm), 1 mol khí có thể tích là 22,4 lít.
Số mol CH4CH_4CH4: nCH4=4,95822,4=0,22125 moln_{CH_4} = \frac{4,958}{22,4} = 0,22125 \text{ mol}nCH4=22,44,958=0,22125 mol
Số mol C2H4C_2H_4C2H4: nC2H4=2,47922,4=0,110625 moln_{C_2H_4} = \frac{2,479}{22,4} = 0,110625 \text{ mol}nC2H4=22,42,479=0,110625 mol
Bước 2: Tính thể tích O2O_2O2 cần thiết (V).
Lượng O2O_2O2 cần cho CH4CH_4CH4: VO2CH4=2×nCH4×22,4=2×0,22125×22,4=9,92 lıˊtV_{O_2}^{CH_4} = 2 \times n_{CH_4} \times 22,4 = 2 \times 0,22125 \times 22,4 = 9,92 \text{ lít}VO2CH4=2×nCH4×22,4=2×0,22125×22,4=9,92 lıˊt
Lượng O2O_2O2 cần cho C2H4C_2H_4C2H4: VO2C2H4=3×nC2H4×22,4=3×0,110625×22,4=7,44 lıˊtV_{O_2}^{C_2H_4} = 3 \times n_{C_2H_4} \times 22,4 = 3 \times 0,110625 \times 22,4 = 7,44 \text{ lít}VO2C2H4=3×nC2H4×22,4=3×0,110625×22,4=7,44 lıˊt
Tổng thể tích O2O_2O2 cần dùng:
V=9,92+7,44=17,36 lıˊtV = 9,92 + 7,44 = 17,36 \text{ lít}V=9,92+7,44=17,36 lıˊtBước 3: Tính khối lượng kết tủa aaa (BaCO_3).
CH4CH_4CH4 tạo ra số mol CO2CO_2CO2: nCO2CH4=nCH4=0,22125 moln_{CO_2}^{CH_4} = n_{CH_4} = 0,22125 \text{ mol}nCO2CH4=nCH4=0,22125 mol
C2H4C_2H_4C2H4 tạo ra số mol CO2CO_2CO2: nCO2C2H4=2×nC2H4=2×0,110625=0,22125 moln_{CO_2}^{C_2H_4} = 2 \times n_{C_2H_4} = 2 \times 0,110625 = 0,22125 \text{ mol}nCO2C2H4=2×nC2H4=2×0,110625=0,22125 mol
Tổng số mol CO2CO_2CO2 tạo ra:
nCO2=0,22125+0,22125=0,4425 moln_{CO_2} = 0,22125 + 0,22125 = 0,4425 \text{ mol}nCO2=0,22125+0,22125=0,4425 molPhản ứng của CO2CO_2CO2 với Ba(OH)2Ba(OH)_2Ba(OH)2 dư tạo kết tủa BaCO3BaCO_3BaCO3:
CO2+Ba(OH)2→BaCO3+H2OCO_2 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaCO_3 + H_2OCO2+Ba(OH)2→BaCO3+H2OSố mol BaCO3BaCO_3BaCO3 tạo ra cũng bằng số mol CO2CO_2CO2: nBaCO3=0,4425 moln_{BaCO_3} = 0,4425 \text{ mol}nBaCO3=0,4425 mol.
Khối lượng kết tủa BaCO3BaCO_3BaCO3:
a=nBaCO3×MBaCO3=0,4425×197=87,1725 gama = n_{BaCO_3} \times M_{BaCO_3} = 0,4425 \times 197 = 87,1725 \text{ gam}a=nBaCO3×MBaCO3=0,4425×197=87,1725 gamKết luận:
Thể tích O2O_2O2 cần dùng: V=17,36 lıˊtV = 17,36 \text{ lít}V=17,36 lıˊt.
Khối lượng kết tủa a=87,1725 gama = 87,1725 \text{ gam}a=87,1725 gam.
4o
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
26564
