Google
Câu hỏi: X là hỗn hợp gồm CH4; C2H4; C3H4 (propin); C4H4 (vinylaxetylen) và H2. Dẫn 22,4 lít (đktc) hỗn hợp X qua Ni nung nóng được hỗn hợp Y có tỉ khối so với X là 1,25. Dẫn Y qua lượng dư dung dịch brom trong CCl4 thấy có 16 gam Br2 phản ứng. Đốt cháy hoàn toàn Y cần vừa đủ x mol O2. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, giá trị x là
A. 2,05.
B. 1,75.
C. 1,92.
D. 2,00.
A. 2,05.
B. 1,75.
C. 1,92.
D. 2,00.
Phân tích hướng giải:
+ Vì thành phần về nguyên tố và thành phần về khối lượng của X và Y như nhau nên đốt X cũng như đốt Y $\to $ Để tính toán đơn giản ta đốt cháy hỗn hợp X.
+ Ta thấy hỗn hợp X gồm nhiều chất, ít dữ kiện và chỉ liên quan đến phản ứng đốt cháy, phản ứng cộng với dung dịch Br2 nên ta có thể qui đổi X về hỗn hợp chứa ít chất hơn.
+ Vì các phản ứng xảy ra hoàn toàn, Y tác dụng được với dung dịch Br2 $\to $ Y chứa hiđrocacbon không no $\to $ H2 phản ứng hết.
Cách 1:
Quy đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& {{C}_{2}}{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{4}}{{H}_{4}}: b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to a+b+c=1 \left( 1 \right)$
$\xrightarrow{BT mol \pi }{{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{4}}}}+3{{n}_{{{C}_{4}}{{H}_{4}}}}={{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{B{{r}_{2}}}}\to a+3b=c+0,1 \left( 2 \right)$
$\xrightarrow{BTKL}{{n}_{Y}}={{n}_{X}}.\dfrac{{{M}_{X}}}{{{M}_{Y}}}=1.\dfrac{1}{1,25}=0,8 mol\to c=1-0,8=0,2 mol\left( 3 \right)$
Từ (1), (2) và (3) $\to \left\{ \begin{aligned}
& a=1,05 \\
& b=-0,25 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=1,05.2+4.\left( -0,25 \right)=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=1,05.2+2.\left( -0,25 \right)+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=1,1+\dfrac{1,8}{2}=2 mol$
Cách 2:
Qui đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& C{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{2}}{{H}_{4}}:b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=1 \\
& c=0,2 \\
& \xrightarrow{BT mol \pi }b=c+0,1 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,5 \\
& b=0,3 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,5+0,3.2=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,5.2+0,3.2+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=2 mol$
Cách 3:
Qui đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& C{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{3}}{{H}_{4}}:b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=1 \\
& c=0,2 \\
& \xrightarrow{BT mol \pi }2b=c+0,1 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,65 \\
& b=0,15 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,65+0,15.3=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,65.2+0,15.2+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=2 mol$
Bình luận: Ở bài này tác giả giới thiệu 3 cách qui đổi, ngoài ra ta có thể qui đổi hỗn hợp về 2 hiđrocacbon bất kì trong hỗn hợp và H2. Việc tính toán ra số mol âm khi qui đổi không làm ảnh hưởng đến kết quả bài toán.
+ Vì thành phần về nguyên tố và thành phần về khối lượng của X và Y như nhau nên đốt X cũng như đốt Y $\to $ Để tính toán đơn giản ta đốt cháy hỗn hợp X.
+ Ta thấy hỗn hợp X gồm nhiều chất, ít dữ kiện và chỉ liên quan đến phản ứng đốt cháy, phản ứng cộng với dung dịch Br2 nên ta có thể qui đổi X về hỗn hợp chứa ít chất hơn.
+ Vì các phản ứng xảy ra hoàn toàn, Y tác dụng được với dung dịch Br2 $\to $ Y chứa hiđrocacbon không no $\to $ H2 phản ứng hết.
Cách 1:
Quy đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& {{C}_{2}}{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{4}}{{H}_{4}}: b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to a+b+c=1 \left( 1 \right)$
$\xrightarrow{BT mol \pi }{{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{4}}}}+3{{n}_{{{C}_{4}}{{H}_{4}}}}={{n}_{{{H}_{2}}}}+{{n}_{B{{r}_{2}}}}\to a+3b=c+0,1 \left( 2 \right)$
$\xrightarrow{BTKL}{{n}_{Y}}={{n}_{X}}.\dfrac{{{M}_{X}}}{{{M}_{Y}}}=1.\dfrac{1}{1,25}=0,8 mol\to c=1-0,8=0,2 mol\left( 3 \right)$
Từ (1), (2) và (3) $\to \left\{ \begin{aligned}
& a=1,05 \\
& b=-0,25 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=1,05.2+4.\left( -0,25 \right)=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=1,05.2+2.\left( -0,25 \right)+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=1,1+\dfrac{1,8}{2}=2 mol$
Cách 2:
Qui đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& C{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{2}}{{H}_{4}}:b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=1 \\
& c=0,2 \\
& \xrightarrow{BT mol \pi }b=c+0,1 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,5 \\
& b=0,3 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,5+0,3.2=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,5.2+0,3.2+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=2 mol$
Cách 3:
Qui đổi X về $\left\{ \begin{aligned}
& C{{H}_{4}}:a mol \\
& {{C}_{3}}{{H}_{4}}:b mol \\
& {{H}_{2}}: c mol \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a+b+c=1 \\
& c=0,2 \\
& \xrightarrow{BT mol \pi }2b=c+0,1 \\
\end{aligned} \right.\to \left\{ \begin{aligned}
& a=0,65 \\
& b=0,15 \\
& c=0,2 \\
\end{aligned} \right.$
$\xrightarrow{BT.C va BT.H}\left\{ \begin{aligned}
& {{n}_{C{{O}_{2}}}}=0,65+0,15.3=1,1 mol \\
& {{n}_{{{H}_{2}}O}}=0,65.2+0,15.2+0,2=1,8 mol \\
\end{aligned} \right.\xrightarrow{BT.O}{{n}_{{{O}_{2}}}}=2 mol$
Bình luận: Ở bài này tác giả giới thiệu 3 cách qui đổi, ngoài ra ta có thể qui đổi hỗn hợp về 2 hiđrocacbon bất kì trong hỗn hợp và H2. Việc tính toán ra số mol âm khi qui đổi không làm ảnh hưởng đến kết quả bài toán.
Đáp án D.