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 :

$\begin{array}{l} {C_4}{H_{10}} \to C{H_4} + {C_3}{H_6}\\ {C_4}{H_{10}} \to {C_2}{H_6} + {C_2}{H_4}\\ {C_4}{H_{10}} \to {H_2} + {C_4}{H_8} \end{array}$

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.

${C_4}{H_{10}} \to C{H_4} + {C_3}{H_6}$

x lít               x lít          x lít

${C_4}{H_{10}} \to {C_2}{H_6} + {C_2}{H_4}$

y lít                y lít            y lít

${C_4}{H_{10}} \to {H_2} + {C_4}{H_8}$

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 

$C{H_4} + 2{O_2} \to C{O_2} + 2{H_2}O$

x lít                         x lít

$2{C_2}{H_6} + 7{O_2} \to 4C{O_2} + 6{H_2}O$ 

y lít                              2y lít

$2{H_2} + {O_2} \to 2{H_2}O$ 

$2{C_4}{H_{10}} + 13{O_2} \to 8C{O_2} + 10{H_2}O$

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 :

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

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

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

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