Bài tập 7.24 trang 54 SBT Hóa 11: Khi crăckinh butan, đã xảy ra các phản ứng :...

7.24. Khi crăckinh butan, đã xảy ra các phản ứng :

(egin{array}{l}
{C_4}{H_{10}} o C{H_4} + {C_3}{H_6}
{C_4}{H_{10}} o {C_2}{H_6} + {C_2}{H_4}
{C_4}{H_{10}} o {H_2} + {C_4}{H_8}
end{array})

Một phần butan không tham gia các phản ứng.

Hỗn hợp khí A thu được sau phản ứng có thể tích là 47 lít ; Dẫn hỗn hợp khí này đi qua nước brom có dư thì thể tích hỗn hợp khí còn lại là 25 lít. Đốt cháy hoàn toàn 5 lít hỗn hợp khí còn lại này thì thu được 9,4 lít C0₂. Các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.

1. Tính phần trăm thể tích butan đã tham gia các phản ứng.

2. Tính phần trăm theo thể tích của từng khí trong hỗn hợp A nếu biết thêm rằng thể tích C₂H₄ gấp 3 lần thể tích C₃H₆.

Hướng dẫn trả lời:

({C_4}{H_{10}} o C{H_4} + {C_3}{H_6})

x lít               x lít          x lít

({C_4}{H_{10}} o {C_2}{H_6} + {C_2}{H_4})

y lít                y lít            y lít

({C_4}{H_{10}} o {H_2} + {C_4}{H_8})

z lít              z lít        z lít

Đặt thể tích C₄H₁₀ không tham gia phản ứng là t lít.

2x + 2y + 2z + t = 47 (1)

Khi đi qua nước brom dư thì C₃H₆, C₂H₄ và C₄H₈ bị hấp thụ ; thể tích các khí còn lại :

x + y + z + t = 25 (2)

Lấy (1) – (2) ta có x + y + z = 22 ; đó chính là thể tích C₄H₁₀ đã phản ứng, còn x + y + z + t = 25 cũng chính là thể tích C₄H₁₀ trước phản ứng.

Phần trăm theo thể tích của C₄H₁₀ phản ứng : (frac{{22}}{{25}}). 100% = 88%.

2. Giả sử đốt 25 lít khí còn lại sau khi qua nước brom 

(C{H_4} + 2{O_2} o C{O_2} + 2{H_2}O)

x lít                         x lít

(2{C_2}{H_6} + 7{O_2} o 4C{O_2} + 6{H_2}O) 

y lít                              2y lít

(2{H_2} + {O_2} o 2{H_2}O) 

(2{C_4}{H_{10}} + 13{O_2} o 8C{O_2} + 10{H_2}O)

t lít                                   4t lít

Thể tích C0₂ thu được sẽ là : 

(x + 2y + 4t = frac{{9,4.25}}{5} = 47(3))

Ngoài ra theo đầu bài y = 3x (4)

Giải hệ (1), (2), (3), (4) ta được x = 5; y =15; z = 2; t = 3.

Thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp A :

(\% {V_{C{H_4}}} = \% {V_{{C_3}{H_6}}} = frac{5}{{47}}.100\%  = 10,6\% )

(\% {V_{{C_2}{H_6}}} = \% {V_{{C_2}{H_4}}} = frac{15}{{47}}.100\%  = 31,9\% )

(\% {V_{{H_2}}} = \% {V_{{C_4}{H_8}}} = frac{2}{{47}}.100\%  = 4,3\% )

(\% {V_{{C_4}{H_{10}}}} = frac{3}{{47}}.100\%  = 6,4\% )