cho hh gồm h2 và o2 có tỉ khối so với h2 là 8,5 vào 1 bình kín lúc này bình ở điều kiện tiêu chuẩn. Cho hh cháy một lúc rồi dừng lại, đưa hh khí sau phản ứng về đk ban đầu thì thấy có tỉ khối so với h2 là 10. Hãy cho biết % các chất khí sau phản ứng về thể tích và khối lượng, hiệu suất của quá trình phản ứng?

Đáp án:
X: \(\%V_{O_2}=\%V_{H_2}=50\%\)
Y: \(\%V_{O_2\ \rm{dư}}=60\%;\%V_{H_2\ \rm{dư}}=40\%\)
H = 50%
Giải thích các bước giải:
Gọi hỗn hợp khí ban đầu là X, hỗn hợp khí sau phản ứng là Y
\(d_{X/H_2}=8,5\to \overline{M_X}=8,5\cdot 2=17\ \rm{g/mol}\\ d_{Y/H_2}=10\to \overline{M_Y}=10\cdot 2=20\ \text{g/mol}\)
\(\overline{M_X}=\dfrac{2n_{H_2}+32n_{O_2}}{n_{H_2}+n_{O_2}}=17\to 15n_{O_2}=15n_{H_2}\to n_{O_2}=n_{H_2}\)
Chọn số mol oxi ban đầu là 1 mol \(\to\)Số mol khí hidro là 1 mol
\(\to \%V_{O_2}=\%V_{H_2}=50\%\)
Gọi số mol oxi tham gia phản ứng là x
\(2H_2+O_2\xrightarrow{t^\circ} 2H_2O\)
\(\to n_{H_2\ \rm{phan\ ung}}= 2x\ \text{mol}\to n_{H_2\ dư}=1-2x\ \text{mol}\)
\(n_{O_2\ \rm{dư}}=1-x\ \text{mol}\)
\(\to n_{Y}=1-x+1-2x=2-3x\ \rm{mol}\)
\(\to\overline{M_Y}=\dfrac{32(1-x)+2(1-2x)}{2-3x}=20\to x=0,25\ \text{mol}\)
\(\to n_{H_2\ \rm{dư}}=1-0,5=0,5\ \rm{mol}; n_{O_2\ \rm{dư}}=1-0,25=0,75\ \rm{mol}\to \%V_{O_2}=\dfrac{0,75}{1,25}\cdot 100\%=60\%\to \%V_{H_2}=100\%-60\%=40\%\)
Ta có: \(\dfrac12<\dfrac11\to\)oxi dư, H tinh theo hidro
\(\to H=\dfrac{0,25\cdot 2}1\cdot 100\%=50\%\)
Đáp án:
Hiệu suất là 50%.
Giải thích các bước giải:
Giả sử ban đầu có 1 mol hỗn hợp khí, số mol hidro và oxi lần lượt là x, y.
\( \to x + y = 1\)
Ta có:
\({m_{hh}} = 2x + 32y = 1.8,5.2 = 17{\text{ gam}}\)
Giải được x= y=0,5 mol.
Phản ứng xảy ra:
\(2{H_2} + {O_2}\xrightarrow{{{t^o}}}2{H_2}O\)
Vì \({n_{{O_2}}} > \frac{1}{2}{n_{{H_2}}}\) nên oxi dư, hiệu suất tính theo hidro.
Gọi số mol oxi phản ứng là a, suy ra hidro là 2a.
Sau phản ứng:
\({n_{{H_2}}} = 0,5 – 2x;{n_{{O_2}}} = 0,5 – x;{n_{{H_2}O}} = 2x\)
Đưa hỗn hợp về điều kiện tiêu chuẩn thì nước bị ngưng tụ, lúc này chỉ còn 2 khí.
\( \to {M_{hh}} = \frac{{2.(0,5 – 2x) + 32.(0,5 – x)}}{{0,5 – 2x + 0,5 – x}} = 10.2 \to x = 0,125\)
\({n_{{H_2}}} = 0,5 – 2x = 0,25;{n_{{O_2}}} = 0,5 – x = 0,375{\text{ mol}}\)
\( \to \% {V_{{H_2}}} = \frac{{0,25}}{{0,25 + 0,375}} = 40\% \to \% {V_{{O_2}}} = 60\% \)
\({m_{{H_2}}} = 0,25.2 = 0,5{\text{ gam;}}{{\text{m}}_{{O_2}}} = 0,375.32 = 12{\text{ gam}} \to {\text{\% }}{{\text{m}}_{{H_2}}} = \frac{{0,5}}{{12 + 0,5}} = 4\% \to \% {m_{{O_2}}} = 96\% \)
Hiệu suất \(H = \frac{{2x}}{{0,5}} = 50\% \)