by Cao su buna-N được tạo ra do phản ứng đồng trùng hợp giữa buta-1,3-đien với acrilonitrin. Đốt cháy hoàn toàn một lượng cao su buna-N với không khí vừa đủ (chứa 80% N$_{2}$ và 20% O$_{2}$), sau đó đưa hỗn hợp sau phản ứng về 136,5 độ C thu được hỗn hợp khí và hơi Y (chứa 14,41 % CO$_{2}$ về thể tích). Tỉ lệ mắt xích giữa buta-1,3-đien và acrilonitrin là
A. 1 : 2.
B. 3 : 2.
C. 2 : 1.
D. 2 : 3.
Hướng dẫn
Chọn đáp án là: D
Phương pháp giải:
Đốt cháy cao su buna-N cũng như đốt cháy C$_{4}$H$_{6}$ và C$_{2}$H$_{3}$CN.
Giả sử n$_{C4H6}$ = k và n$_{C2H3CN}$ = 1 (mol)
C$_{4}$H$_{6}$ + 5,5O$_{2}$ → 4CO$_{2}$ + 3H$_{2}$O
C$_{2}$H$_{3}$CN + 3,75O$_{2}$ → 3CO$_{2}$ + 1,5H$_{2}$O + 0,5N$_{2}$
⇒ n$_{O2 pư }$theo ẩn k ⇒ n$_{N2(kk)}$ = 4n$_{O2 pư }$theo ẩn k
⇒ n $_{sau }$theo ẩn k
Từ thành phần phần trăm của CO$_{2}$ lập phương trình ẩn k và giải tìm được k.
⇒ Tỉ lệ C$_{4}$H$_{6}$ : C$_{2}$H$_{3}$CN
Lời giải chi tiết:
Đốt cháy cao su buna-N cũng như đốt cháy C$_{4}$H$_{6}$ và C$_{2}$H$_{3}$CN.
Giả sử n$_{C4H6}$ = k và n$_{C2H3CN}$ = 1 (mol)
C$_{4}$H$_{6}$ + 5,5O$_{2}$ → 4CO$_{2}$ + 3H$_{2}$O
k 5,5k 4k 3k (mol)
C$_{2}$H$_{3}$CN + 3,75O$_{2}$ → 3CO$_{2}$ + 1,5H$_{2}$O + 0,5N$_{2}$
1 3,75 3 1,5 0,5
⇒ n$_{O2 pư }$= 5,5k + 3,75 (mol) ⇒ n$_{N2(kk)}$ = 4n$_{O2 pư }$= 22k + 15 (mol)
⇒ n $_{sau }$= 4k + 3k + 3 + 1,5 + 0,5 + 22k + 15 = 29k + 20 (mol)
Mặt khác: n$_{CO2}$ = 4k + 3 (mol)
\( \to \% {V_{C{O_2}}} = {{4k + 3} \over {29k + 20}}.100\% = 14,41\% \to k = 0,66\)
⇒ Tỉ lệ C$_{4}$H$_{6}$ : C$_{2}$H$_{3}$CN = 0,66 : 1 = 0,66 = 2 : 3
Đáp án D
