Đề bài cho:

Đốt cháy 120 g than (100% C).
Sản phẩm là hỗn hợp khí X gồm CO và CO₂.
Tỉ khối của X so với H₂ là 20,4.
Yêu cầu: Tính số mol O₂ đã phản ứng.

Bước 1: Xác định số mol C ban đầu

Khối lượng C = 120 g
Khối lượng mol C = 12 g/mol
nC=12012=10 molnC​=12120​=10 mol

Bước 2: Gọi số mol CO là xx, số mol CO₂ là yy

Tổng số mol C trong sản phẩm: x+y=10x+y=10 (vì C không mất đi)

Bước 3: Viết phương trình phản ứng

Phản ứng đốt cháy C:

C + 1/2 O₂ → CO
C + O₂ → CO₂
Tổng lượng O₂ phản ứng:

nO2=x2+ynO2​​=2x​+y

Bước 4: Tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X

Khối lượng mol CO = 28 g/mol
Khối lượng mol CO₂ = 44 g/mol
Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X:

MX=28x+44yx+y=28x+44y10MX​=x+y28x+44y​=1028x+44y​

Bước 5: Sử dụng tỉ khối so với H₂

Tỉ khối so với H₂ là:

dX/H2=MX2=20,4  ⟹  MX=20,4×2=40,8dX/H2​​=2MX​​=20,4⟹MX​=20,4×2=40,8

Bước 6: Thiết lập phương trình

28x+44y10=40,81028x+44y​=40,8
Nhân cả hai vế với 10:

28x+44y=40828x+44y=408
Nhớ rằng x+y=10x+y=10, suy ra y=10−xy=10−x.

Thay vào:

28x+44(10−x)=40828x+44(10−x)=408
28x+440−44x=40828x+440−44x=408
−16x=408−440=−32−16x=408−440=−32
x=3216=2x=1632​=2
y=10−2=8y=10−2=8

Bước 7: Tính số mol O₂ đã phản ứng

nO2=x2+y=22+8=1+8=9 molnO2​​=2x​+y=22​+8=1+8=9 mol

Kết luận:
Số mol O₂ đã phản ứng là 9 mol.