Bài 6 trang 166 SGK Hóa học 10 Nâng cao

Đề bài

Hỗn hợp khí A gồm có O₂ và O₃, tỉ khối của hỗn hợp khí A đối với hiđro là 19,2. Hỗn hợp khí B gồm có H₂ và CO, tỉ khối của hỗn hợp khí B đối với hiđro là 3,6.

a) Tính thành phần phần trăm theo thể tích các khí trong hỗn hợp A và hỗn hợp B.

b) Tính số mok hỗn hợp khí A cần dừng để đốt cháy hoàn toàn 1 mol hỗn hợp khí B. Các thể tích khí được đo trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất.

Hướng dẫn giải

Đặt số mol O₂ và O₃ trong hỗn hợp A lần lượt là a mol và b mol. Xét  mol hỗn hợp A \( \Rightarrow a + b = 1\)   (*)

Theo đề bài ta có \(\overline {{M_A}}  = {{32a + 48b} \over {\left( {a + b} \right)}} = 19,2.2 = 38,4\,\,\left( {**} \right)\)

Giải hệ (*) và (**) ta được a = 0,6 ; b = 0,4 \( \Rightarrow \% {V_{{O_2}}} = 60\% ,\% {V_{{O_3}}} = 40\% \)

Giải tương tự ta tính được hỗn hợp B : \(\% {V_{{H_2}}} = 80\% ,\,\,\% {V_{CO}} = 20\% \)

b) Các phản ứng xảy ra :

\(\eqalign{  & 2{H_2} + {O_2}\,\, \to \,\,2{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\left( 1 \right)  \cr  & 2CO + {O_2}\,\, \to \,\,2C{O_2}\,\,\,\,\,\,\left( 2 \right)  \cr  & 3{H_2} + {O_3}\,\, \to \,\,3{H_2}O\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 3 \right)  \cr  & 3CO + {O_3}\,\, \to \,\,3C{O_2}\,\,\,\,\,\,\,\,\left( 4 \right) \cr} \)

Đặt số mol của A cần dùng để đốt cháy 1 mol B là x mol \( \Rightarrow \left\{ \matrix{  {n_{{O_2}}} = 0,6x\,\,mol \hfill \cr  {n_{{O_3}}} = 0,4x\,mol \hfill \cr}  \right.\)

Trong 1 mol hỗn hợp B \( \Rightarrow \left\{ \matrix{  {n_{{H_2}}} = 0,8\,\,mol \hfill \cr  {n_{CO}} = 0,2\,\,mol \hfill \cr}  \right.\)

Từ (1), (2), (3) và (4) \( \Rightarrow \left\{ \matrix{  {n_{{H_2}\,phản\,ứng}} = {n_{{H_2}O\,tạo\,thành}} = 0,8\,\,mol \hfill \cr  {n_{CO\,phản\,ứng}} = {n_{C{O_2}\,tạo\,thành}} = 0,2\,\,mol \hfill \cr}  \right.\)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

\({m_A} + {m_B} = {m_{C{O_2}}} + {m_{{H_2}O}} \Rightarrow {m_B} = 16\)

\(\Rightarrow x = {5 \over {12}} \approx 0,416\,\,\left( {mol} \right)\)