Bài tập về phương pháp tính nhanh hiệu suất cracking

Mời các quý thầy cô và các em học sinh cùng tham khảo và tải về chi tiết tài liệu dưới đây:

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 t Co Ankan + anken [1]
VD: C
nH2n+2 t Co CmH2m+2 + Cn-mH2(n-m)
Ankan t Co Anken + H2 [2]
VD: C
nH2n+2 t Co CnH2n + H2
Ankan t Co  Ankin + 2H2 [3]
VD: C
nH2n+2 t Co CnH2n-2 + 2H2
Đặc biệt: 2CH4 1500 Cllno C2H2 + 3H2 [4]
Giả sử ta có sơ đồ sau:
Hỗn hợp ankan X t Co 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 MX Y
Từ đó: dX/Y =
X
X X Y Y
Y X Y X
Y
m
M n m n n
.
M m n m n
n
XY
     (do đó: dX/Y > 1)
Viết gọn lại: dX/Y = Y
X
M n
M n
XY
  [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:
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: 16 nX n = 1,6 (mol) = 1 + x x = 0,6X
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 t Co CH4 + C2H4
C3H8 t Co C3H6 + H2
Ta thu được hỗn hợp X, biết M X = 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] → 44 n Y n 0,38( )Y
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
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
Dựa vào [5] → 58 nY n 1,6( )Y
36,25 1
   mol
Dựa vào [6] → H = 1,6 1 *100% 60%
1

 Chọn A
Bài 4: Crackinh V lit C4H10 thu được 35 lit hỗn hợp A gồm H2, CH4, C2H4, C3H6, C4H8 và một
phần C4H10 chưa bị crackinh. Cho hỗn hợp A đi qua từ từ qua bình đựng brom dư thấy thể tích
còn lại 20 lit. Tính hiệu suất của phản ứng crackinh:
A. 25% B. 60% C. 75% D. 85%
Hướng dẫn giải
Đặt x, y, z, t lần lượt là thể tích C3H6, C2H4, C4H8, C4H10 dư:
C4H10 t Co  CH4 + C3H6
x x x
C4H10 t Co  C2H6 + C2H4
 y y y
C4H10 t Co  C4H8 + H2
 z z z
Khi dẫn hỗn hợp đi qua dung dịch brom thì anken bị giữ lại còn H2 , CH4, C2H6 và C4H10 dư
thoát ra:
Ta có: x + y + z = 35 – 20 = 15 (1)
Mặt khác: V(C4H10 ban đầu) = V(C4H10 pư) + V C4H10 còn lại = x + y + z + t = 20 (2)
Từ (1) và (2) → t = 5
H = 15 *100% 75%
20
 Chọn C
Bài 5: Crackinh 560 lit C4H10 thu được 1036 lit hỗn hợp khí X khác nhau. Biết các thể tích khí
đều đo ở đktc. Hiệu suất phản ứng crackinh là:
A. 75% B. 80% C. 85% D. 90%
Hướng dẫn giải
Theo [6] → H = 1036 560 *100% 85%
560

 Chọn C
Bài 6: Hỗn hợp khí A gồm etan và propan có tỷ khối so với H2 là 20,25 được nung trong bình
với chất xúc tác để thực hiện phản ứng đề hiđro hóa. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí B
có tỷ khối so với H2 là 16,2 gồm các ankan, anken và hiđro. Tính hiệu suất phản ứng đề hiđro
hóa biết rằng tốc độ phản ứng của etan và propan là như nhau ?
A. 30% B. 250% C. 50% D. 40%
Hướng dẫn giải
M 20,25.2 40,5 ; M 16,2.2 32,4A B   
Xét số mol hỗn hợp A là 1 mol:
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
Dựa vào [5] → 40,5 nB n 1,25( )B
32,4 1
   mol
Dựa vào [6] → H = 1,25 1 *100% 25%
1

 Chọn B
Bài 7: Thực hiện phản ứng crackinh 11,2 lit hơi isopentan (đktc) thu được hỗn hợp A chỉ gồm
các ankan và anken. Trong hỗn hợp A có chứa 7,2 gam một chất X mà khi đốt cháy thì thu
được 11,2 lit CO2 (đktc) và 10,8 gam H2O. Hiệu suất của phản ứng crackinh là:
A. 80% B. 85% C. 90% D. 95%
Hướng dẫn giải

Xem thêm