Bài 4. Đốt cháy 28 ml hỗn hợp khí metan và axetilen cần phải dùng 67,2 ml khí oxi.

a) Tính phần trăm thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp.

b) Tính thể tích khí CO₂ sinh ra.

(Các thể tích khí đo ở cùng điểu kiện nhiệt độ và áp suất).

Lời giải:

Đối với chất khí, trong cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ số mol trong phương trình phản ứng cũng là tỉ lệ về thể tích các khí.

a) Gọi thế tích của CH₄ và C₂H₂ lần lượt là x, у (ml).

Phương trình phản ứng: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

p.ư: x -> 2x x (ml)

2C₂H₂ + 5O₂ → 4CO₂ + 2H₂O

p.ư: у -> 2,5y 2y (ml)

Theo thể tích hỗn hợp và thể tích oxi, ta có hệ phương trình:

Giải (1) và (2), ta được x = 5,6ml và y = 22,4ml.

% = x 100% = 20%; % = 100% - 20% = 80%

b) Thể tích khí khí C0₂ sinh ra = x + 2y = 5,6 + 2 x 22,4 = 50,4ml.

Gọi thể tích metan (CH4) là x (ml); thể tích axetilen (C2H2) là y (ml)

Theo bài ra: Vhh khí = 28 (ml)

→ x + y = 28 (1)

Phương trình phản ứng:

CH4+2O2-to>CO2+2H2O

x--------2x--------------x

2C2H2+5O2-to>4CO2+2H2O

y-----------2,5y---------2y

Theo bài ra thể tích khí oxi là 67,2 ml

→ 2x + 2,5y = 67,2 ml (2)

Từ (1) và (2) giải hệ phương trình được: x = 5,6 (ml) và y = 22,4 (ml).

a/ Phần trăm thể tích từng khí là:

%VCH4=20%

->%VC2H2=80%

b/ Theo phương trình phản ứng ở trên có:

Thể tích khí CO2 = x + 2y = 5,6 + 2.22,4 = 50,4 (ml).

Giả sử các khí được đo ở điều kiện sao cho 1 mol khí chiếm thể tích 1 lít

Gọi số mol CH₄, C₂H₂ là a, b (mol)

=> a + b = 56 (1)

PTHH: CH₄ + 2O₂ --t^o--> CO₂ + 2H₂O

               a--->2a

             2C₂H₂ + 5O₂ --t^o--> 4CO₂ + 2H₂O

                b------>2,5b

=> 2a + 2,5b = 133,4 (2)

(1)(2) => a = 13,2 (mol); b = 42,8 (mol)

=> \(\left\{{}\begin{matrix}\%V_{CH_4}=\dfrac{13,2}{56}.100\%=23,57\%\\\%V_{C_2H_2}=\dfrac{42,8}{56}.100\%=76,43\%\end{matrix}\right.\)

133,4 hay 134,4 :) ?

\(V_{O_2}=\dfrac{336}{5}=67,2\left(ml\right)=0,0672\left(l\right)\\ n_{O_2}=\dfrac{0,0672}{22,4}=0,003\left(mol\right)\\ CH_4+2O_2\rightarrow\left(t^o\right)CO_2+2H_2O\\ n_{CO_2}=n_{CH_4}=\dfrac{0,003}{2}=0,0015\left(mol\right)\\ a,V_{CH_4\left(đktc\right)}=0,0015.22,4=0,0336\left(l\right)\\ b,V_{CO_2\left(đktc\right)}=V_{CH_4\left(đktc\right)}=0,0336\left(l\right)\)

PT: \(C_2H_4+3O_2\underrightarrow{t^o}2CO_2+2H_2O\)

\(2C_2H_2+5O_2\underrightarrow{t^o}4CO_2+2H_2O\)

Ta có: \(n_{C_2H_4}+n_{C_2H_2}=\dfrac{4,48}{22,4}=0,2\left(mol\right)\left(1\right)\)

Theo PT: \(n_{O_2}=3n_{C_2H_4}+\dfrac{5}{2}n_{C_2H_2}=\dfrac{12,32}{22,4}=0,55\left(mol\right)\left(2\right)\)

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow n_{C_2H_4}=n_{C_2H_2}=0,1\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow\%V_{C_2H_4}=\%V_{C_2H_2}=\dfrac{0,1.22,4}{4,48}.100\%=50\%\)

a, \(CH_4+2O_2\underrightarrow{t^o}CO_2+2H_2O\)

\(2C_2H_2+5O_2\underrightarrow{t^o}4CO_2+2H_2O\)

Ta có: \(n_{CH_4}+n_{C_2H_2}=\dfrac{0,028}{22,4}=0,00125\left(mol\right)\left(1\right)\)

Theo PT: \(n_{O_2}=2n_{CH_4}+\dfrac{5}{2}n_{C_2H_2}=\dfrac{0,0672}{22,4}=0,003\left(mol\right)\left(2\right)\)

Từ (1) và (2) \(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}n_{CH_4}=0,00025\left(mol\right)\\n_{C_2H_2}=0,001\left(mol\right)\end{matrix}\right.\)

\(\Rightarrow\left\{{}\begin{matrix}\%V_{CH_4}=\dfrac{0,00025.22,4}{0,028}.100\%=20\%\\\%V_{C_2H_2}=80\%\end{matrix}\right.\)

b, Theo PT: \(n_{CO_2}=n_{CH_4}+2n_{C_2H_2}=0,00225\left(mol\right)\)

\(\Rightarrow V_{CO_2}=0,00225.22,4=0,0504\left(l\right)\)

a)

\(\left\{{}\begin{matrix}V_{C_2H_2}=x\left(ml\right)\\V_{C_2H_4}=y\left(ml\right)\end{matrix}\right.\)⇒ x + y = 50(1)

\(C_2H_2 +\dfrac{5}{2} O_2 \xrightarrow{t^o} 2CO_2 + H_2O\\ C_2H_4 + 3O_2 \xrightarrow{t^o} 2CO_2 + 2H_2O\)

Theo PTHH : 2,5x + 3y = 140(2)

Từ (1)(2) suy ra: x = 20 ; y = 30

Vậy :

\(\%V_{C_2H_2} = \dfrac{20}{50}.100\% = 40\%\\ \%V_{C_2H_4} = 100\% - 40\% = 60\%\)

b)

\(V_{CO_2} = 2V_{C_2H_2} + 2V_{C_2H_4} = 2.50 = 100(ml)\)

\(V_{CH_4} = a(ml) ; V_{C_2H_2} = b(ml)\\ \Rightarrow a + b = 28(1)\\ CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{t^o} CO_2 + 2H_2O\\ 2C_2H_2 + 5O_2 \xrightarrow{t^o} 4CO_2 + 2H_2O\\ V_{O_2} = 2a + \dfrac{5}{2}b = 67,2(2)\\ (1)(2) \Rightarrow a = 5,6 ; b = 22,4\\ V_{CH_4} = 5,6(ml) ; V_{C_2H_2} = 22,4(ml)\)