Đề bài
Câu 1. Đốt cháy hoàn toàn 39,6 gam hỗn hợp hai aren là đồng đẳng kế tiếp nhau thì cần 87,36 lít khí O2 [đktc]. Xác định thể tích khí CO2 [đktc] tạo thành.
Câu 2. Cho một lượng CaC2 tác dụng với nước ta thu được 10 lít khí axetilen ở \[27,3^\circ C\] và p=2,464atm. Lấy \[\dfrac{1}{2}\] lượng khí sinh ra đi qua than đốt nóng [xúc tác] thì thu được hỗn hợp khí sản phẩm trong đó benzen chiếm 75% thể tích.
a] Tính hiệu suất phản ứng.
b] Làm lạnh khí sản phẩm tới nhiệt độ phòng thì thu được bao nhiêu ml chất lỏng, biết khối lượng riêng của chất lỏng là 0,8 g/ml?
Lời giải chi tiết
Câu 1.
Gọi công thức tương đương của hai aren là: \[{C_{\overline n }}{H_{2\overline n - 6}}\]
Theo đề bài, ta có hệ phương trình:
\[\left\{ \begin{array}{l}a\left[ {14\overline n - 6} \right] = 39,6\\a\left[ {\dfrac{{3\overline n - 3}}{2}} \right] = \dfrac{{87,36}}{{22,4}} = 3,9\end{array} \right. \]
\[\Rightarrow \left\{ \begin{array}{l}a\overline n = 3\\a = 0,4\end{array} \right.\]
Từ [1] \[ \Rightarrow {n_{C{O_2}}} = a\overline n = 3\left[ {mol} \right] \]
\[\Rightarrow {V_{C{O_2}}} = 3 \times 22,4 = 67,2\] [lít].
Câu 2.
Ta có: \[{n_{{C_2}{H_2}}} = \dfrac{{pV}}{{RT}} \]\[\,= \dfrac{{2,464 \times 10}}{{0,082\left[ {273 + 27,3} \right]}} = 1\left[ {mol} \right]\]
Phản ứng: \[3CH \equiv CH \to {C_6}{H_6}[{t^o} = 600{}^oC]\]
Như vậy hỗn hợp khí hơi gồm benzen và axetilen dư với tỉ lệ thể tích là 3 : 1.
a]Tính hiệu suất phản ứng:
Cách 1. Cứ 1 mol C6H6 tạo thành thì cần 3 mol C2H2 phản ứng. Do đó, nếu 3V C6H6 thì có 9V C2H2 phản ứng.
Nghĩa là: Cứ 10V C2H2 thì có 9V phản ứng và còn dư 1V.
Hiệu suất phản ứng:
\[H = \dfrac{{9 \times 100\% }}{{10}} = 90\% .\]
Cách 2. Theo thực tế thu được hỗn hợp gồm 3V C6H6 và 1V C2H2.
Nếu C2H2 còn lại cũng tạo thành C6H6 thì thu được thêm \[\dfrac{V}{3}\] C6H6.
Vậy tổng thể tích C6H6 thu được theo lí thuyết: \[3V + \dfrac{V}{3} = \dfrac{{10V}}{3}\]
Vậy hiệu suất phản ứng:
\[H = \dfrac{{3V}}{{\dfrac{{10V}}{3}}} \times 10\% = 90\% .\]
b] Thể tích chất lỏng thu được:
Từ [1] suy ra khối lượng C6H6 thu được bằng khối lượng C2H2 tham gia phản ứng.
\[ \Rightarrow {m_{{C_6}{H_6}}} = \dfrac{1}{2} \times 26 \times \dfrac{{90}}{{100}} \]\[\,= 11,7\left[ {gam} \right]\]
Mà: \[{m_{{\rm{dd}}}} = V.d \]
\[\Rightarrow V = \dfrac{m}{d} = \dfrac{{11,7}}{{0,8}} = 14,625\left[ {ml} \right].\]