Thành phần phần trăm về thể tích các khí trong hỗn hợp là bao nhiêu?
Quảng cáo
3 câu trả lời 1579
Cho bài toán:
Hỗn hợp khí gồm ethylene (C₂H₄) và methane (CH₄)
Thể tích hỗn hợp: 3,09875 lít (điều kiện chuẩn)
Dẫn hỗn hợp qua dung dịch brom dư, thấy có 4g Br₂ phản ứng
Yêu cầu: Tính phần trăm thể tích của từng khí trong hỗn hợp
🔍 Bước 1: Viết phương trình phản ứng với Br₂
Phản ứng của ethylene với brom:
C2H4+Br2→C2H4Br2\text{C}_2\text{H}_4 + \text{Br}_2 \to \text{C}_2\text{H}_4\text{Br}_2C2H4+Br2→C2H4Br2Methane không phản ứng với Br₂ trong điều kiện này (vì không có liên kết đôi).
🔍 Bước 2: Gọi:
V1V_1V1: thể tích khí ethylene (lít)
V2V_2V2: thể tích khí methane (lít)
Ta có:
V1+V2=3,09875(1)V_1 + V_2 = 3,09875 \quad (1)V1+V2=3,09875(1)
🔍 Bước 3: Tính số mol Br₂ phản ứng
Khối lượng Br₂ phản ứng: 4 g
Khối lượng mol Br₂ = 2 × 80 = 160 g/mol
Số mol Br₂ phản ứng:
nBr2=4160=0.025 moln_{Br_2} = \frac{4}{160} = 0.025 \text{ mol}nBr2=1604=0.025 mol
🔍 Bước 4: Liên hệ số mol khí ethylene và Br₂
Từ phương trình phản ứng:
1 mol C2H4 phản ứng với 1 mol Br21 \text{ mol C}_2\text{H}_4 \text{ phản ứng với } 1 \text{ mol Br}_21 mol C2H4 phản ứng với 1 mol Br2Vậy số mol ethylene = số mol Br₂ phản ứng = 0.025 mol
🔍 Bước 5: Tính thể tích khí ethylene V1V_1V1
Ở điều kiện chuẩn, 1 mol khí chiếm 22,4 lít.
V1=n×22,4=0.025×22,4=0.56 lıˊtV_1 = n \times 22,4 = 0.025 \times 22,4 = 0.56 \text{ lít}V1=n×22,4=0.025×22,4=0.56 lıˊt
🔍 Bước 6: Tính thể tích methane V2V_2V2
V2=3,09875−0.56=2.53875 lıˊtV_2 = 3,09875 - 0.56 = 2.53875 \text{ lít}V2=3,09875−0.56=2.53875 lıˊt
🔍 Bước 7: Tính phần trăm thể tích từng khí
Phaˆˋn tra˘m C2H4=V13,09875×100%=0.563.09875×100%≈18.07%\text{Phần trăm } C_2H_4 = \frac{V_1}{3,09875} \times 100\% = \frac{0.56}{3.09875} \times 100\% \approx 18.07\%Phaˆˋn tra˘m C2H4=3,09875V1×100%=3.098750.56×100%≈18.07% Phaˆˋn tra˘m CH4=V23,09875×100%=2.538753.09875×100%≈81.93%\text{Phần trăm } CH_4 = \frac{V_2}{3,09875} \times 100\% = \frac{2.53875}{3.09875} \times 100\% \approx 81.93\%Phaˆˋn tra˘m CH4=3,09875V2×100%=3.098752.53875×100%≈81.93%
Kết luận:
Thành phần thể tích ethylene trong hỗn hợp: ~18.07%
Thành phần thể tích methane trong hỗn hợp: ~81.93%
giải bài toán này bằng cách dựa trên phản ứng của các khí ethylene (C₂H₄) và methane (CH₄) với bromine (Br₂).
- Ethylene (C₂H₄): Là hợp chất alken, phản ứng với bromine (Br₂) theo phản ứng thế:
\[
\mathrm{C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2}
\]
- Methane (CH₄): Là hợp chất no, không phản ứng với bromine trong điều kiện bình thường.
Tóm lại: Chỉ khí ethylene phản ứng với bromine, còn methane không phản ứng.
- Khối lượng bromine phản ứng là \(4\, \text{g}\).
- Mặt khác, mol khối lượng mol của bromine:
\[
\mathrm{M_{Br_2} = 159\, g/mol}
\]
- Số mol bromine:
\[
n_{Br_2} = \frac{4}{159} \approx 0.02516\, \text{mol}
\]
- Trong phản ứng, mỗi mol ethylene phản ứng với 1 mol bromine:
\[
\mathrm{C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2}
\]
- Nên, số mol ethylene phản ứng chính là bằng số mol bromine đã phản ứng:
\[
n_{C_2H_4} = 0.02516\, \text{mol}
\]
- Số mol methane không phản ứng, do đó:
\[
\text{Trong hỗn hợp có } n_{CH_4} = n_{total} - n_{C_2H_4}
\]
- Thể tích khí ở điều kiện chuẩn (đktc):
\[
V_{total} = 3.09875\, \text{lít}
\]
- Tổng số mol khí:
\[
n_{total} = \frac{V_{total}}{22.4} = \frac{3.09875}{22.4} \approx 0.1382\, \text{mol}
\]
- Gọi:
\[
n_{C_2H_4} = 0.02516\, \text{mol}
\]
\[
n_{CH_4} = n_{total} - n_{C_2H_4} = 0.1382 - 0.02516 \approx 0.11304\, \text{mol}
\]
- Tỷ lệ thể tích của khí:
\[
\text{Phần trăm thể tích ethylene} = \frac{n_{C_2H_4}}{n_{total}} \times 100\%
\]
\[
= \frac{0.02516}{0.1382} \times 100\% \approx 18.2\%
\]
\[
\text{Phần trăm thể tích methane} = \frac{n_{CH_4}}{n_{total}} \times 100\%
\]
\[
= \frac{0.11304}{0.1382} \times 100\% \approx 81.8\%
\]
- Phần trăm thể tích khí ethylene (C₂H₄): khoảng 18.2%
- Phần trăm thể tích khí methane (CH₄): khoảng 81.8%
Quảng cáo
Bạn cần hỏi gì?
Câu hỏi hot cùng chủ đề
-
Đã trả lời bởi chuyên gia
45551 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
43619 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
39371 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
37062 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
36464 -
Đã trả lời bởi chuyên gia
32557 -
Hỏi từ APP VIETJACK
Đã trả lời bởi chuyên gia
32396
