Hướng dẫn giải Bài 4 (Trang 147 SGK Hóa học 11)

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 H2 bằng 4,44. Tính hiệu suất của phản ứng. Hướng dẫn trả lời <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mn>2</mn><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>4</mn></msub><munderover><mo>→</mo><mrow><mi>l</mi><mi>à</mi><mi>m</mi><mo> </mo><mi>l</mi><mi>ạ</mi><mi>n</mi><mi>h</mi><mo> </mo><mi>n</mi><mi>h</mi><mi>a</mi><mi>n</mi><mi>h</mi></mrow><mrow><mn>1500</mn><mo>°</mo><mo> </mo><mi>C</mi></mrow></munderover><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>≡</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>+</mo><mn>3</mn><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub></math> Thu hỗn hợp X gồm axetilen, hiđro và metan dư. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp X là:               <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mover><mi>M</mi><mo>¯</mo></mover><mo>=</mo><mn>4</mn><mo>,</mo><mn>44</mn><mo>.</mo><mn>2</mn><mo>=</mo><mn>8</mn><mo>,</mo><mn>88</mn><mo> </mo><mo>(</mo><mi>g</mi><mo>/</mo><mi>m</mi><mi>o</mi><mi>l</mi><mo>)</mo></math> Số mol CH4 ban đầu: x mol Hiệu suất phản ứng là h thì số mol CH4 tham gia bằng hx Vì:       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mover><mi>M</mi><mo>¯</mo></mover><mo>=</mo><mfrac><munder><mo>∑</mo><msub><mi>m</mi><mi>x</mi></msub></munder><munder><mo>∑</mo><msub><mi>n</mi><mi>x</mi></msub></munder></mfrac></math> Theo định luật bảo toàn khối lượng:           <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><msub><mi>m</mi><mi>x</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>m</mi><mrow><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>4</mn></msub></mrow></msub><mo>=</mo><mn>16</mn><mi>x</mi></math> Số mol hỗn hợp X sau phản ứng:        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mstyle displaystyle="false"><munder><mo>∑</mo><msub><mi>n</mi><mi>x</mi></msub></munder></mstyle><mo>=</mo><msub><mi>n</mi><mrow><msub><mi>C</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>n</mi><mrow><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>4</mn></msub></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>n</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>h</mi><mi>x</mi></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mo>(</mo><mi>x</mi><mo>-</mo><mi>h</mi><mi>x</mi><mo>)</mo><mo>+</mo><mfrac><mrow><mn>3</mn><mi>h</mi><mi>x</mi></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>=</mo><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>h</mi><mi>x</mi><mspace linebreak="newline"/><mi>V</mi><mi>ậ</mi><mi>y</mi><mo> </mo><mo> </mo><mo> </mo><mn>8</mn><mo>,</mo><mn>88</mn><mo>=</mo><mfrac><mn>16</mn><mrow><mi>x</mi><mo>+</mo><mi>h</mi><mi>x</mi></mrow></mfrac><mo> </mo><mo> </mo><mo> </mo><mo>⇒</mo><mo> </mo><mi>h</mi><mo>≈</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></math> Hiệu suất <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mo>≈</mo><mn>80</mn><mo>%</mo></math>.