hỗn hợp A gồm lưu huỳnh đioxit và oxi có tỉ khối đối với hiđrô bằng 28. Cần thêm bao nhiêu lít khí oxi vào 8,96 lít hỗn hợp A để được B có tỉ khối đối với hiđrô bằng 25,6. Đun nóng hỗn hợp B với xúc tác V2O5 sau một thời gian thu được hỗn hợp khí X. Tính hiệu suất phản ứng ,biết tỉ khối của X so với oxi bằng 2, các khí đều đo ở đktc
Đáp án:
V=2,24 lít; H=66,67%
Giải thích các bước giải:
$\begin{gathered} {M_A} = 28.2 = 56;{n_A} = \dfrac{{8,96}}{{22,4}} = 0,4mol \hfill \\ \begin{array}{*{20}{c}} {{O_2}:32}&{}&{}&{}&{8} \\ {}& \searrow &{}& \nearrow &{} \\ {}&{}&{56}&{}&{} \\ {}& \nearrow &{}& \searrow &{} \\ {S{O_2}:64}&{}&{}&{}&{24} \end{array} \Rightarrow {n_{{O_2}}} = 0,1mol;{n_{S{O_2}}} = 0,3mol \hfill \\ \end{gathered} $
${M_B} = 25,6.2 = 51,2$
Gọi x là số mol ${O_2}$ cần thêm vào
Ta có: $\begin{gathered} {M_B} = \dfrac{{{m_{{O_2}}} + {m_{S{O_2}}}}}{{{n_{{O_2}}} + {n_{S{O_2}}}}} = \dfrac{{32\left( {x + 0,1} \right) + 64.0,3}}{{x + 0,4}} = 51,2 \hfill \\ \Rightarrow x = 0,1 \Rightarrow {V_{{O_2}}} = 0,1.22,4 = 2,24\left( l \right) \hfill \\ \end{gathered} $
$\begin{gathered} {\text{ 2S}}{{\text{O}}_2} + {O_2}\underset{{{t^o}}}{\overset{{{V_2}{O_5}}}{\longleftrightarrow}}2S{O_3} \hfill \\ {\text{Bd: 0,3 0,2}} \hfill \\ {\text{Pu: 2a a 2a}} \hfill \\ {\text{Sau: 0,3 – 2a 0,2 – a 2a}} \hfill \\ \end{gathered} $
$\begin{gathered}
{M_X} = 32.2 = 64 \hfill \\
\Rightarrow {M_X} = \dfrac{{{m_{{O_2}}} + {m_{S{O_2}}} + {m_{S{O_3}}}}}{{{n_{{O_2}}} + {n_{S{O_2}}} + {n_{S{O_3}}}}} \hfill \\
= \dfrac{{32(0,2 – a) + 64(0,3 – 2a) + 80.2a}}{{0,5 – a}} = 64 \hfill \\
\Rightarrow a = 0,1 \hfill \\
\end{gathered} $
Do $\dfrac{{0,3}}{2} = 0,15 < \dfrac{{0,2}}{1} = 0,2$
⇒ Hiệu suất tính theo $S{O_2}$
$H = \dfrac{{2a}}{{{n_{S{O_2}}}}}.100\% = \dfrac{{2.0,1}}{{0,3}}.100\% = 66,67\% $