11,21l hỗn hợp X gồm H2, CH4 ở đktc có tỉ lệ khối với O2 là 0,325. Đốt hỗn hợp với 28g O2 phản ứng xong loại bỏ hơi nước thu được hỗn hợp khí I.
a/ Viết PTHH xảy ra. Xác định % thể tích các khí trong X.
b/Xác định % thể tích và % khối lượng các chất khí trong I.
Đáp án:
a) \(\% {V_{C{H_4}}} = 60\% ;\% {V_{{H_2}}} = 40\% \)
b) \(\% {V_{C{O_2}}} = 60\% ;\% {V_{{O_2}}} = 40\% \)
Giải thích các bước giải:
Ta có: \({M_X} = 0,325.32 = 10,4\)
Áp dụng quy tắc đường chéo:
\(\begin{array}{*{20}{c}}
{C{H_4}(16)}&{}&{8,4} \\
{}&{X(10,4)}&{} \\
{{H_2}(2)}&{}&{5,6}
\end{array} \to \frac{{{V_{C{H_4}}}}}{{{V_{{H_2}}}}} = \frac{{8,4}}{{5,6}} = \frac{3}{2}\)
\( \to \% {V_{C{H_4}}} = \frac{3}{{3 + 2}} = 60\% \to \% {V_{{H_2}}} = 40\% \)
Ta có:
\({n_X} = \frac{{11,2}}{{22,4}} = 0,5{\text{ mol}} \to {{\text{n}}_{C{H_4}}} = 0,3{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{H_2}}} = 0,2{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{O_2}}} = 0,9{\text{ mol}}\)
Đốt cháy hỗn hợp:
\(C{H_4} + 2{O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}C{O_2} + 2{H_2}O\)
\(2{H_2} + {O_2}\xrightarrow{{}}2{H_2}O\)
Vì \({n_{{O_2}{\text{ phản ứng}}}} = 2{n_{C{H_4}}} + \frac{1}{2}{n_{{H_2}}} = 0,3.2 + 0,2.\frac{1}{2} = 0,7{\text{ mol < 0}}{\text{,9}}\)
Ngưng tụ nước còn lại \(C{O_2};{O_2}\)
\( \to {n_{C{O_2}}} = {n_{C{H_4}}} = 0,3{\text{ mol; }}{{\text{n}}_{{O_2}{\text{ dư}}}} = 0,9 – 0,7 = 0,2{\text{ mol}}\)
Vì % số mol=% thể tích
\( \to \% {V_{C{O_2}}} = \frac{{0,3}}{{0,3 + 0,2}} = 60\% \to \% {V_{{O_2}}} = 40\% \)
\(\% {m_{C{O_2}}} = \frac{{0,3.44}}{{0,3.44 + 0,2.32}} = 67,34\% \to \% {m_{{O_2}}} = 32,66\% \).