Đốt cháy trong bình kín thể tích 5l hỗn hợp gồm có H2,O2,N2. Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 3,2l. Thêm vào bình đó 5l không khí và đốt lại lần nữa. Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 6,4l. Tính %V các khí ban đầu
Đốt cháy trong bình kín thể tích 5l hỗn hợp gồm có H2,O2,N2. Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 3,2l. Thêm vào bình đó 5l không khí và đốt lại lần nữa. Để nguội, hỗn hợp khí còn lại 6,4l. Tính %V các khí ban đầu
Đáp án:
\(\%V_{O_2}=12\%, \%V_{H_2}=48\%, \%V_{N_2}=40\%\)
Giải thích các bước giải:
Đốt cháy 5 lít hỗn hợp thu được 3,2 lít \(⇒ ΔV_1 = 5 – 3,2= 1,8 \ \text{lít}\)
PTHH: \(2H_2+O_2\xrightarrow{t^{\circ}} 2H_2O\)
\(\Rightarrow V_{H_2\ \text{phản ứng}}+V_{O_2\ \text{phản ứng}}=1,8\Rightarrow 2V_{O_2\ \text{phản ứng}}+V_{O_2\ \text{phản ứng}}=1,8\Rightarrow V_{O_2\ \text{phản ứng}}=0,6\ \text{lít}\)
Vì \(\%V\)\(_{N_2}\) \(= 80\%V\)\(_{kk}\) nên trong 5 lít không khí, thể tích khí nito là:
\(V_{N_2}=5\cdot 80\%=4\ \text{lít}\Rightarrow V_{O_2}=5-4=1\ \text{lít}\)
Đốt cháy 3,2 + 5 = 8,2 lít hỗn hợp thu được 6,4 lít \(⇒ ΔV_2 = 8,2 – 6,4= 1,8\ \text{lít}\)
Sau lần phản ứng II, hỗn hợp có thể tích tiếp tục giảm 1,8 lít. Nên trong hỗn hợp sau khi đốt lần I có \(H_2\) dư, nên thể tích \(O_2\) trong hỗn hợp ban đầu là 0,6 lít
\(\Rightarrow V_{O_2\ \text{phản ứng}}=\dfrac{1,8}{3}=0,6\ \text{lít}\)
Ta có: \(1 > 0,6\) nên sau phản ứng lần thứ II, hidro hết (do oxi dư)
\(⇒\) Thể tích khí hidro ban đầu là: 0,6 x 2 x 2 = 2,4 lít
Do đó trong 5 lít hỗn hợp ban đầu có 0,6 mol \(O_2\), 2,4 mol \(H_2\) và 2 lít \(N_2\)
\(\Rightarrow \%V_{O_2}=\dfrac{0,6}{5}\cdot 100\%=12\%; \%V_{H_2}=\dfrac{2,4}{5}\cdot 100\%=48\%\Rightarrow \%V_{N_2}=100\%-\left(12\%+48\%\right)=40\%\)
Vậy trong 5 lít hỗn hợp khí ban đầu:
\(\%V_{O_2}=12\%, \%V_{H_2}=48\%, \%V_{N_2}=40\%\)