Phương pháp tính nhanh hiệu suất của phản ứng Crackinh

Taïp chí Hoùa hoïc & ÖÙng duïng SỐ 18 (102) 2009

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

DeThi.edu.vn

Taïp chí Hoùa hoïc & ÖÙng duïng SỐ 18 (102) 2009

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

DeThi.edu.vn

Taïp chí Hoùa hoïc & ÖÙng duïng SỐ 18 (102) 2009

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

PHƯƠNG PHÁP TÍNH NHANH HIỆU SUẤT

CỦA PHẢN ỨNG CRACKINH

Tác giả: Hóa Học Mỗi Ngày

I- CƠ SỞ LÝ THUYẾT Bài toán tính hiệu suất của phản ứng crackinh ankan là một dạng bài tập khó đối với học sinh. Học sinh thường rất lúng túng khi gặp bài toán này và thường giải rất dài dòng không cần thiết. Vậy để làm tốt vấn đề này, chúng ta cần phải tìm hiểu rõ bản chất của phản ứng crackinh ankan và đề ra phương pháp giải nhanh phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay:

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao và xúc tác thích hợp thì ankan có thể xảy ra nhiều loại phản ứng crackinh sau:

Ankan

ot C  Ankan + anken [1]

VD: CnH2n+2

ot C  CmH2m+2 + Cn-mH2(n-m)

Ankan

ot C  Anken + H2 [2]

VD: CnH2n+2

ot C  CnH2n + H2

Ankan

ot C  Ankin + 2H2 [3]

VD: CnH2n+2

ot C  CnH2n-2 + 2H2

Đặc biệt: 2CH4

o 1500 C

lln  C2H2 + 3H2 [4]

Giả sử ta có sơ đồ sau:

Hỗn hợp ankan X

ot C  Hỗn hợp khí Y Ta thấy trong các phản ứng crackinh trên thì số mol khí sau phản ứng luôn tăng nên: nX < nY

Mặt khác theo ĐLBTKL : mX = mY nên suy ra M M X Y 

Từ đó: dX/Y =

X

X X Y Y

Y X Y X

Y

m

n m n n M . m n m n M

n

X

Y     (do đó: dX/Y > 1)

Viết gọn lại: dX/Y =

Y

X

n M

n M

X

Y   [5]

Dựa vào biểu thức ta tính được nY, từ đó tính Hiệu suất phản ứng. Nhận xét : * Dựa vào hệ số phản ứng của các phản ứng [1], [2], [4] ta rút ra kết quả quan trọng:

DeThi.edu.vn

Taïp chí Hoùa hoïc & ÖÙng duïng SỐ 18 (102) 2009

Biên soạn: HÓA HỌC MỖI NGÀY Website: www.hoahocmoingay.com FB Fanpage & Youtube: Hóa Học Mỗi Ngày Email: hoahocmoingay.com@gmail.com

“Thể tích (hay số mol) khí tăng sau phản ứng bằng thể tích( hay số mol) ankan tham gia phản

ứng crackinh” [6] ** Trong tính toán ta thường dùng phương pháp tự chọn lượng chất xem như hỗn hợp ban đầu là 1 mol. *** Từ các kết quả trên ta có thể áp dụng làm một số dạng Bài tập liên quan đến phản ứng crackinh.

II- BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1: Nhiệt phân CH4 thu được hỗn hợp X gồm C2H2, CH4 và H2. Tỷ khối hơi so với H2 bằng 5. Hiệu suất quá trình nhiệt phân là: A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% Hướng dẫn giải Giả sử ban đầu có 1 mol CH4

2CH4  C2H2 + 3H2 Trước pư: 1mol Pư: x(mol) 0,5x 1,5x Sau pư: 1 – x 0,5x 1,5x mol  = 1 + x

Dựa vào [5] ta có:

X

X n 16 n = 1,6 (mol) = 1 + x x = 0,6 2*5 1   

Hiệu suất = 0,6 *100% 60% 1  . Chọn B

* Ta có thể giải nhanh bài toán này dựa vào nhận xét [6]:

mX = 16 g → nX = 16 1,6( ) 5*2 mol  → H = 1,6 1*100% 60% 1

 

Bài 2: Nhiệt phân 8,8 gam C3H8, giả sử xảy ra hai phản ứng sau:

C3H8

ot C  CH4 + C2H4

C3H8

ot C  C3H6 + H2

Ta thu được hỗn hợp X, biết MX = 23,16. Hiệu suất của phản ứng nhiệt phân trên là: A. 60% B. 70% C. 80% D. 90% Hướng dẫn giải

Dựa vào [5] →

Y

Y n 44 n 0,38( ) 23,16 0,2 mol   

Dựa vào [6] → H = 0,38 0,2 *100% 90% 0,2

  Chọn D

Bài 3: Crackinh C4H10 được hỗn hợp chỉ gồm 5 hiđrocacbon có M =36,25vC. Hiệu suất phản ứng crackinh là :

A.60% B.20% C.40% D.80% Hướng dẫn giải Xét 1 mol C4H10

DeThi.edu.vn