BÀI TOÁN TỈ KHỐI - HIỆU SUẤT GV biên soạn: Vũ Đức Luận Trường THPT Lương Thế Vinh - Vụ Bản - Nam Định Bài toán 1: Khi crackinh V lít butan được hỗn hợp A chỉ gồm các anken và ankan.. H
Trang 1BÀI TOÁN TỈ KHỐI - HIỆU SUẤT
GV biên soạn: Vũ Đức Luận
Trường THPT Lương Thế Vinh - Vụ Bản - Nam Định
Bài toán 1:
Khi crackinh V lít butan được hỗn hợp A chỉ gồm các anken và ankan Tỉ khối hơi của hỗn hợp A so với H2 là 21,75 Hiệu suất của phản ứng crackinh là:
A.33,33% B.50,33% C.46,67% D.66,67%
HD: Giả sử có 1 mol butan
C4H10 CnH2n+2 + CmH2m
1 mol
x mol x mol x mol
dư 1-x mol
Ta có 58/1+x = 21,75.2 => x = 0,3333= 33,33%
Bài toán 2: Hỗn hợp khí A gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 3,6 Cho hỗn hợp A đi qua chất xúc tác, nhiệt độ và áp suất thích hợp, sau phản ứng thu được hỗn hợp B có tỉ khối so với H2 là 3,96 Hiệu suất của phản ứng là:
A 77,27% B 17,04% C.22,73% D 82,96%
HD: Giả sử có 1 mol hỗn hợp khí A, trong đó có x mol N2 và 1-x mol H2
= = 3,6.2 = 7,2 => x = 0,2
1 mol hỗn hợp A có 0,2 mol N2 và 0,8 mol H2
N2 + 3H2 2NH3
Ban đầu 0,2 mol 0,8 mol
Phản ứng x mol 3x mol
Sau phan ứng (0,2-x) mol 0,8-3x (mol) 2x(mol)
Số mol hỗn hợp khí B: = 0,2-x+0,8-3x +2x = 1-2x
Khối lượng hỗn hợp B = khối lượng hỗn hợp A = 0,2.28+0,8.2 = 7,2
= = 3,96.2 =7,92 => x = 0,04545 mol
Hiệu suất phản ứng = 0,04545/0,2 = 0,2273=22,73%
Bài toán 3: Trích đề thi CĐ khối A 2009
Một hỗn hợp khí X gồm H2 và C2H4 có tỉ khối so với Heli là 3,75 Dẫn X đi qua Ni nung nóng thu được hỗn hợp khí Y có tit khối so với Heli là 5 Hiệu suất của phản ứng hiđro hoá là:
HD:
Trang 2Hçn hîp X
H2
a mol
1-a mol
M
X=
28a+2(1-a)
1 = 3,75.4 a = 0,5
C2H4
Phương trình:
C2H4 + H2 C2H6
Ban đầu 0,5 mol 0,5 mol
Phản ứng x mol x mol
Sau phản ứng (0,5-x)mol (0,5-x) mol x mol
Hçn hîp Y
H2
x mol
0,5-x mol
M
Y=
0,5.28+0,5.2 1-x = 20 x = 0,25
C2H6
C2H4 0,5-x mol
Hiệu suất của phản ứng h = x/a= 0,25/0,5= 0,5=50%
Bài toán 4: Hỗn hợp khí A gồm H2 và một anken có tỉ lệ số mol là 1:1 Đun nóng A với bột Ni (xúc tác) sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B có tỉ khối so với H2 bằng 16,5 Hiệu suất phản ứng hiđrô hoá là h%.Công thức phân tử của anken và hiệu suất của phản ứng là:
A C3H6 , h = 66,67% B C4H8, 24,24%
C C3H6, h= 66,67% hoặc C4H8, 24,24% D C3H6, h = 33,33%
HD: Gọi công thức của anken là CnH2n, giả sử hỗn hợp A có 1 mol anken và 1 mol H2
mA = 14n+2=>mB =14n+2
CnH2n + H2 CnH2n+2
Ban đầu 1 mol 1 mol
Phản ứng x mol x mol
Sau phản ứng (1-x)mol (1-x) mol x mol
Số mol hỗn hợp B = 2-x
M =14n+2
2-x = 33 => n =
64-33x
64-14n 33
Ta thấy o < x < 1
Nếu x = 0 thì n = 64/14= 4,57
Nếu x = 1 thì n = 31/14 = 2,21
Vậy 2,21 < n < 4,57 Giá trị của n = 3 hoặc n = 4
Với n = 3 thì x = 0,6667; với n = 4 thì x = 0,2424
Bài toán 5: Hỗn hợp khí A gồm ankin và H2 có tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 3 Tỉ khối hơi của A so với H2 là 4 Cho hỗn hợp A đi qua xúc tác Ni, to Sau một thời gian thu được
Trang 3hỗn hợp khí B gồm 4 chất có tỉ khối hơi đối với H2 là
6
64 Biết rằng hiệu suất phản ứng chuyển hoá ankin thành anken và ankin thành ankan là như nhau Hiệu suất phản ứng chuyển hoá ankin thành anken là:
A 83,33% B 63,33% C.33,33% D 53,33%
HD:
Hçn hîp A
CnH2n-2
H2
1 mol
3 mol
M
A=
14n-2+6 1+3 = 8 n = 2
C2H2 + H2 t0
C2H4
h (mol) h (mol) h (mol)
C2H2 + 2H2 t0
C2H6
h mol 2h mol h mol
Hçn hîp B
C2H2
H2
M
B= 4-3h = h = 0,8333=83,33%
C2H4
C2H6
1-2h (mol)
h (mol)
h (mol) 3-3h (mol)
32 64
3
Bài toán 6: Trích đề thi CĐ khối A 2009
Cho hỗn hợp khí X gồm 0,3 mol H2 và 0,1 mol Vinylaxetilen Nung X một thời gian với xúc tác Ni thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với không khí là 1 Nếu cho toàn bộ Y sục từ từ vào dung dịch brom dư thì có m gam brom tham gia phản ứng Giá trị của m là:
A 16,0 B 3,2 C 8,0 D 32,0
HD: m hỗn hợp X = m (H2) + m(C4H4) = 0,3.2+0,1.52 = 5,8
m hỗn hợp Y = m hỗn hợp X = 5,8
n hỗn hợp Y =5,8/29 = 0,2
C4H4 + 3H2 C4H10
Ban đầu 0,1 mol 0,3 mol
Phản ứng x mol 3x mol
Sau phản ứng 0,1-x mol 0,3-3x mol x mol
n hỗn hợp Y = 0,2 0,1-x+0,3-3x+x = 0,4-3x => x = 0,2/3
Số mol C4H4 là 0,1-x = 0,1/3, số mol Br2 phản ứng = 3n (C4H4) = 0,1 m (Br2) = 160.0,1=16 gam
Một số bài tập HS tự giải
Câu 22 đề 253 ĐH Khối A 2010
Hỗn hợp khí X gồm N2 và H2 có tỉ khối so với He bằng 1,8 Đun nóng X một thời gian trong bình kín (có bột Fe làm xúc tác), thu được hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với He bằng
Trang 42 Hiệu suất của phản ứng tổng hợp NH3 là:A 25% B 50% C 36% D 40%