Bài 4 trang 147 - Sách giáo khoa Hóa 11

Đề bài

Khi thực hiện phản ứng nhiệt phân metan điều chế axetilen thu được hỗn hợp X gồm axetilen, hiđro và metan chưa phản ứng hết. Tỉ khối của X so với \(H_2\) bằng 4,44. Tính hiệu suất của phản ứng.

Hướng dẫn giải

\(2CH_4 \xrightarrow[]{1500^0C, làm lạnh nhanh} CH \equiv CH + 3H_2\)

 Thu hỗn hợp X gồm: axetilen, hiđro và metan dư. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là :

        \(\overset{-}{M}\) = 4,44.2 = 8,88 (g/mol)

   Số mol \(CH_4\) ban đầu: x (mol)

   Hiệu suất phản ứng là H thì số mol \(CH_4\) tham gia bằng Hx.

   Vì \(\overset{-}{M}\) = \(\dfrac{\sum m_x}{\sum n_x}\)

  Theo định luật bảo toàn khối lượng: \(m_x = m_{CH_4} = 16x\)

  Số mol hỗn hợp X sau phản ứng:

       \(\sum n_x\) = \(n_{C_2H_2} + n_{CH_4} + n_{H_2}\) = \(\dfrac{Hx}{2} + (x - Hx) + \dfrac{3Hx}{2} = x + Hx\)

  Vậy: 8,88 = \(\dfrac{16x}{x +Hx} \Rightarrow H \approx 0,8\)

Hiệu suất \(\approx\) 80%