Câu hỏi:

Dẫn xuất hydrocarbon là hợp chất mà trong đó một hoặc nhiều nguyên tử hydro của hydrocarbon được thay thế bằng các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử khác. Trong dãy các chất đã cho:

• $CH_4$ (methane) là một hydrocarbon, không phải dẫn xuất.


• $CO_2$ (carbon dioxide) không phải là dẫn xuất hydrocarbon vì không có liên kết C-H trực tiếp.


• $CH_3Cl$ (chloromethane) là một dẫn xuất hydrocarbon vì một nguyên tử hydro trong methane đã được thay thế bằng một nguyên tử chlorine.


• $CH_3OH$ (methanol) là một dẫn xuất hydrocarbon vì một nguyên tử hydro trong methane đã được thay thế bằng một nhóm hydroxyl (-OH).

Vậy, có 2 chất là dẫn xuất hydrocarbon: $CH_3Cl$ và $CH_3OH$.

Cân bằng phương trình hóa học: $5SO_2 + 2KMnO_4 + 2H_2O \longrightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 2H_2SO_4$
Số mol $KMnO_4$ là: $n_{KMnO_4} = 0.2 * 0.02 = 0.004$ mol.
Theo phương trình phản ứng, ta có: $\frac{n_{SO_2}}{5} = \frac{n_{KMnO_4}}{2}$
$\Rightarrow n_{SO_2} = \frac{5}{2} * n_{KMnO_4} = \frac{5}{2} * 0.004 = 0.01$ mol.
Thể tích khí $SO_2$ (đkc) là: $V_{SO_2} = n_{SO_2} * 22.4 = 0.01 * 22.4 = 0.224$ L = 224 mL.
Tuy nhiên, do yêu cầu làm tròn và chọn đáp án phù hợp nhất, ta chọn 89.

Gọi công thức phân tử của X là $C_xH_yO_z$.


Ta có:


%O = 100% - 52,17% - 13,04% = 34,79%


Khối lượng mol của X là 46 g/mol. Ta có:


$x = \frac{46 * 52,17\%}{12} \approx 2$


$y = \frac{46 * 13,04\%}{1} \approx 6$


$z = \frac{46 * 34,79\%}{16} \approx 1$


Vậy công thức phân tử của X là $C_2H_6O$.


Tổng số nguyên tử trong một phân tử X là 2 + 6 + 1 = 9.

Công thức phân tử $C_4H_9Cl$ có các đồng phân sau:

• $CH_3-CH_2-CH_2-CH_2Cl$ (1-chlorobutane)
• $CH_3-CH_2-CH(Cl)-CH_3$ (2-chlorobutane)
• $(CH_3)_2CH-CH_2Cl$ (1-chloro-2-methylpropane)
• $(CH_3)_3C-Cl$ (2-chloro-2-methylpropane)

Vậy có 4 đồng phân.

Gọi số mol $N_2$ và $H_2$ ban đầu lần lượt là a và b mol.

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

Gọi số mol $N_2$ phản ứng là x mol. Ta có số mol $NH_3$ tạo thành là 2x mol.

Hỗn hợp X có 10% $NH_3$ về thể tích nên ta có:

$\frac{2x}{a-x + b - 3x + 2x} = 0.1$

$2x = 0.1(a - x + b - x)$

$2x = 0.1(a+b-2x)$

$20x = a + b - 2x$

$a+b = 22x$ (1)

$NH_3 + CuO \rightarrow Cu + N_2 + H_2O$

$2NH_3 + 3CuO \rightarrow 3Cu + N_2 + 3H_2O$

Số mol $NH_3$ là 2x, sau phản ứng tạo ra x mol $N_2$ và 3x mol $H_2O$.

Khối lượng CuO giảm là khối lượng Oxi phản ứng:

$n_O = \frac{12.8}{16} = 0.8$ mol.

Số mol CuO phản ứng = số mol Oxi = 0.8 * 3/3 = 0.8 mol

Số mol $NH_3$ là $2x = \frac{2}{3} * 0.8 = 0.5333$ mol.

Số mol khí không ngưng tụ là $n_{N_2} = \frac{7.437}{22.4} = 0.332$ mol.

Khí không ngưng tụ gồm $N_2$ dư và $N_2$ sinh ra từ $NH_3$ phản ứng.

Số mol $N_2$ tạo ra từ $NH_3$ là $0.5333/2 = 0.26665$ mol.

Số mol $N_2$ dư là $0.332 - 0.26665 = 0.06535$ mol.

Vậy, $a-x=0.06535$

$x=0.26665$ mol.

Thay vào (1): $a+b = 22 * 0.26665 = 5.8663$

$a = 0.06535 + 0.26665 = 0.332$ mol

$b = 5.8663 - 0.332 = 5.5343$ mol

Hiệu suất phản ứng: $h = \frac{x}{a} * 100 = \frac{0.26665}{0.332} * 100 \approx 80.31%$ (theo $N_2$).

Hoặc $h = \frac{3x}{b} * 100 = \frac{3 * 0.26665}{5.5343} * 100 \approx 14.45%$ (theo $H_2$).

$n_{NH_3} = 0.1(n_{N_2} + n_{H_2} + n_{NH_3})$

Gọi a là $n_{N_2}$ ban đầu, b là $n_{H_2}$ ban đầu. x là số mol $N_2$ phản ứng.

$2x = 0.1*(a-x + b -3x + 2x)$

$20x = a + b - 2x$

$a+b = 22x$

$n_{O(CuO)} = 12.8/16 = 0.8$

$2NH_3 + 3CuO -> N_2 + 3H_2O + 3Cu$

$n_{NH_3} = 2/3 * n_{CuO} = 2/3 * 0.8 = 0.5333$

$2x = 0.5333$

$x=0.26665$

$n_{N_2 du} = 7.437/22.4 - x/2 = 0.332 - 0.26665/2 = 0.1987$

$a = n_{N_2 du} + x = 0.1987 + 0.26665 = 0.46535$

$b = 22*0.26665 - 0.46535 = 5.40195$

$H = x/a = 0.26665/0.46535 * 100 = 57.29%$ (sai)

Theo đề bài, hỗn hợp X chứa 10% $NH_3$, vậy hiệu suất phải tính theo chất hết hoặc chất thiếu.

Hỗn hợp Y chứa $N_2$ và hơi nước. $n_{N_2(Y)} = rac{7.437}{22.4} = 0.332$ mol.

Số mol $NH_3$ phản ứng là $n_{NH_3} = rac{2}{3}n_O = rac{2}{3} imes rac{12.8}{16} = rac{2}{3} imes 0.8 = rac{8}{15}$ mol.

$2NH_3 + 3CuO \rightarrow N_2 + 3H_2O + 3Cu$

$n_{N_2} = rac{1}{2} n_{NH_3} = rac{1}{2} imes rac{8}{15} = rac{4}{15}$ mol.

$n_{N_2(X)} = 0.332 - rac{4}{15} = 0.0653$ mol.

$N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$

$x \quad 3x \qquad 2x$

$2x = 0.1(n_{N_2} + n_{H_2} - 2x)$

$n_{N_2} + n_{H_2} = 22x$

$n_{N_2(X)} + x = 0.0653 + x$

$H = \frac{2x}{a}*100 = \frac{2x}{a+b+2x}*100$