Cho 9,856 lít hỗn hợp khí X gồm C2H2 CH4 H2 có tỉ lệ thể tích 9:15:20. Nung nóng hỗn hợp với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y gồm 5 chất khí. Dẫn hỗn hợp Y qua bình brom dư thu được hỗn hợp khí A có khối lượng phân tử trung bình bằng 16 và khối lượng bình đựng brom tăng 0,82 gam. Tính thể tích mỗi khí trong hỗn hợp A
Đáp án:
Vậy A chứa: $C_2H_6:0,448\ lít;H_2:2,24\ lít;CH_4:3,36\ lít$
Giải thích các bước giải:
Gọi số mol $C_2H_2;CH_4;H_2$ lần lượt là 9a; 15a; 20a
Theo đề bài $⇒9a+15a+20a=\dfrac{9,856}{22,4}=0,44⇒a=0,01$
Vậy, trong hh đầu chứa: $0,09\ mol\ C_2H_2;0,15\ mol\ CH_4;0,2\ mol\ H_2$
Nung nóng hh với xúc tác Ni, ta có:
$C_2H_2+H_2\xrightarrow{t^o,Ni}C_2H_4\\x\hspace{1cm}x\hspace{3cm}x\\C_2H_2+2H_2\xrightarrow{t^o,Ni}C_2H_6\\y\hspace{1cm}2y\hspace{3cm}y$
Vậy hh sau phản ứng chứa:
$C_2H_2\ dư\ 0,09-x-y;C_2H_4:\ x\ mol;C_2H_6\ y\ mol;H_2\ dư:0,2-x-2y\ mol;CH_4:0,15\ mol$
$⇒n_Y=0,09-x-y+x+y+0,2-x-2y+0,15=0,44-x-2y$
Mặt khác, khi dẫn Y qua bình Brom dư, có $C_2H_2\ dư;C_2H_4$ phản ứng, khí thoát ra gồm $C_2H_6;H_2;CH_4$
+/ khối lượng bình tăng = khối lượng hidrocacbon phản ứng
⇒ $26.(0,09-x-y)+28y =0,82⇒26x-2y=1,52(1)$
+/ Khí thoát ra có M = 16
$⇒\dfrac{30y+2.(0,2-x-2y)+0,15.16}{y+0,2-x-2y+0,15}=16\\⇔26y-2x+2,8=5,6-16x-16y\\⇔42x+14y=2,8(2)$
Từ (1);(2) ⇒ x=0,06;y=0,02$
$⇒V_{C_2H_6}=0,02.22,4=0,448\ lít; V_{H_2}=(0,2-0,06-2.0,02).22,4=2,24\ lít;CH_4:3,36\ lít$
Vậy A chứa: $C_2H_6:0,448\ lít;H_2:2,24\ lít;CH_4:3,36\ lít$