Người ta có ta có thể sản xuất amoniac để điều chế urê bằng cách chuyển hóa hữu cơ xúc tác một hỗn hợp gồm không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên). Phản ứng điều chế H2 và CO2: CH4+2H2O → CO2+4H2 (1) Phản ứng thu N2 (từ không khí) và CO2: CH4+2O3→CO2+2H2O (2) Phản ứng tổng hợp NH3: N2+3H2 ⇔ 2NH3 (3) Để sản xuất khí aminiac, nếu lấy 841,7m3 không khí (chứa 21,03% O2, 78,02% N2, còn lại là khí hiếm), thì cần phải lấy bao nhiêu m3 khí metan và bao nhiêu m3 hơi nước để đủ năng lượng N2 và H2 theo tỉ lệ 1: 3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp ammoniac. Giả thiết các phản ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn toàn và thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Thể tích khí O₂ và N₂ trong 841,7 m³ không khí:

V_O2 = [841,7 . 21,03] : 100 = 177,01 m³

V_H2 = [841,7 . 78,02] : 100 = 656,69 m³

Từ pt (3) ta có: V_H2 = 3.V_N2 = 3.656,69 = 1970,08 m³

Từ pt (1) ta có: V_CH4 = 1/4 . V_H2 = 1979,08/4 = 492,52 m³

V_H2O = 1/2 . V_H2 = 1979,08/2 = 985,04 m³

Từ pt (2): V_CH4 = 1/2 . V_O2 = 177,01/2 = 88,5 m³

V_H2O tạo thành = V_O2 = 177,01 m³

⇒ Tổng V_CH4 cần dùng là: 492,52 + 88,5 = 581,02 m³

⇒ Tổng V_H2O cần dùng là: 985,04 – 177,01 = 808,039 m³

Đun 5,3 gam hỗn hợp X gồm hai ancol A, B (MA < MB) với dung dịch H2SO4 đặc ở 170°C thu được 3,86g hỗn hợp Y gồm hai anken đồng đẳng kế tiếp và hai ancol dư. Đốt cháy hoàn toàn 3,86g hỗn hợp Y thu được 0,25 mol CO2 và 0,27 mol H2O. Mặt khác, đun 5,3 gam hỗn hợp X với H2SO4 đặc ở 140°C thì thu được 2,78 gam hỗn hợp Z gồm 3 ete có tỉ khối so với H2 là 139/3. Hiệu suất phản ứng tạo ete của A và B lần lượt là

Nâng cao - Tự luận

Đáp án:

Giải

Ta có 2 ancol A, B là hai đồng đẳng kế tiếp nhau.

Áp dụng ĐLBTKL : mX = mH₂O + mY

=> mH₂O = mX – mY = 5,3 – 3,86 = 1,44 gam

=> nH₂O = 1,44 : 18 = 0,08 mol

Ta có: CTCTTQ của 2 ancol là C_nH_2n+2O

Nếu ta đốt cháy 5,3g X thì ta có : nX = 0,27 + 0,08 – 0,25 = 0,1

=>C_tb = 0,25 : 0,1 = 2,5

n_{ancol tb} = 5,3 : (14n + 18) = 5,3 : 53 = 0,1 mol

Ta có : 2 ancol cần tìm là C₂H₅OH : 0,05 mol và C₃H₇OH : 0,05 mol

Giải thích: 46x + 60y = 5,3 (1) và x + y = 0,1 (2)

Từ (1), (2) => x = y = 0,05 mol

Gọi số mol các ancol bị ete là C₂H₅OH : a mol và C₃H₇OH : b mol

n_ete = nH₂O sinh ra = (2,78.3) : (139.2) = 0,03 mol

 → a + b = 0,06 (*)

BTKL: 46a + 60b = 2,78 + 0,03.18 (**)

Từ (*), (**) => a = 0,02 mol và y = 0,04 mol

=> %H_A = 40%, %H_B = 80%

Trình bày phương pháp hoá học a. Phân biệt các bình đựng khí riêng biệt không dán nhãn: H2, O2, CH4, C2H4, C2H2 b. Tách riêng khí metan từ hỗn hợp với lượng nhỏ các chất C2H4, C2H2.

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

a. Lấy các mẫu khí nhỏ từ các bình đừng khí và đánh số theo thứ tự.

- Cho tàn đóm qua các mẫu khí, mẫu nào làm tàn đóm bùng cháy thì đó là O₂.

- Lần lượt dẫn các mẫu khí còn lại qua dung dịch AgNO₃/NH₃, mẫu khí nào làm dung dịch xuất hiện kết tủa vàng thì đó là C₂H₂.

   CH≡CH + 2AgNO₃ + 2NH₃ → AgC≡CAg↓ + 2NH₄NO₃

- Lần lượt dẫn các mẫu khí còn lại qua dung dịch brôm, khí nào làm nhạt màu dung dịch brôm thì đó là C₂H₄.

   CH₂=CH₂ + Br_{2 (nâu đỏ)} → BrCH₂-CH₂Br _{(không màu)}

- Đốt cháy hai mẫu khí còn lại, dẫn sản phẩm qua bình đựng dung dịch Ca(OH)₂ dư, nếu xuất hiện kết tủa trắng thì đó là CH₄

   2H₂ + O₂ → 2H₂O

   CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

   CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

- Khí còn lại là H₂

b. Cho hỗn hợp khí đi qua dung dịch Br₂ dư, C₂H₄ và C₂H₂ sẽ tác dụng hết với dung dịch Br₂, khí đi ra là metan.

   CH₂=CH₂ + Br_{2 (nâu đỏ)} → BrCH₂-CH₂Br _{(không màu)}

   CH≡CH + 2Br_{2 (nâu đỏ)} → Br₂CH-CHBr_{2 (không màu)}

Hòa tan hoàn toàn 1,6 gam Cu bằng dung dịch HNO3, thu được x mol NO2 (là sản phẩm khử duy nhất của N+5).

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Ta có: n_Cu = 0,025 mol

Áp dụng bảo toàn electron: n_NO2 = 2.n_Cu = 0,05 mol

Sục V lít CO2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH)2 1M sau phản ứng thu được 19,7 gam kết tủa. Tính V?

Cơ bản - Tự luận

Đáp án:

Phản ứng có thể xảy ra là:

    CO₂ + Ba(OH)₂ → BaCO₃ + H₂O        (1)

    2CO₂ + Ba(OH)₂ → Ba(HCO₃)₂        (2)

    Khi sục CO₂ vào dung dịch Ba(OH)₂, kết tủa thu được là BaCO₃

    Ta có: n_BaCO3 = 19,7/197 = 0,1(mol) và n_Ba(OH)2 = 1.150/1000 = 0,15(mol)

    So sánh thấy: n_BaCO3 ≠ n_Ba(OH)2 nên có hai trường hợp:

    Trường hợp 1: xảy ra phản ứng (1), tạo muối BaCO₃, Ba(OH)₂ còn dư:

    Lúc đó: n_CO2 = n_BaCO3 = 0,1(mol)

    Vậy: V_CO2 = 0,1.22,4 = 2,24(lít)

    Trường hợp 2: Xảy ra hai phản ứng, tạo muối (CO₂ và Ba(OH)₂ đều hết).

    ở phản ứng (1): n_CO2 pư(1) = n_{Ba(OH)2 pư (1)} = n_BaCO3 = 0,1(mol)

    ⇒ n_{Ba(OH)2 pư (2)} = 0,15 - 0,1 = 0,05 (mol)

    ⇒ n_{CO2 pư (2)} = 2.0,05 = 0,1(mol)

    Suy ra tổng số mol CO₂: n_CO2 = n_CO2 pư(1) + n_CO2 pư(2) = 0,1 + 0,1 = 0,2(mol)

    ⇒ V_CO2 = 0,2.22,4 = 4,48 (lít)