Đề bài

Một loại xăng có chứa 4 ankan với thành phần số mol như sau: heptan (10%), octan (50%), nonan (30%) và đecan (10%). Khi dùng loại xăng này để chạy động cơ ô tô và mô tô cần trộn lẫn hơi xăng và không khí (O₂ chiếm 20% về thể tích) theo tỉ lệ thể tích như thế nào để phản ứng xảy ra vừa hết?

• A.

  1 : 65,5.

• B.

  1 : 13,1.

• C.

  1 : 52,4.

• D.

  1 : 78,6.

Đáp án : A

Phương pháp giải :

- Tính số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp: \(\bar n = \frac{{\Sigma {n_C}}}{{{n_{hh}}}}\)

- Suy ra công thức trung bình của hỗn hợp (Lưu ý: Ankan đều có dạng C_nH_2n+2).

- Viết PTHH của phản ứng đốt xăng ⟹ tỉ lệ số mol xăng và O₂ ⟹ tỉ lệ số mol xăng và không khí (Lưu ý: Trong cùng điều kiện, tỉ lệ về số mol bằng tỉ lệ về thể tích).

Lời giải chi tiết :

Xét 100 mol xăng chứa 10 mol C₇H₁₆, 50 mol C₈H₁₈, 30 mol C₉H₂₀, 10 mol C₁₀H₂₂.

- Số nguyên tử C trung bình là: \(\bar n = \frac{{10 \times 7 + 50 \times 8 + 30 \times 9 + 10 \times 10}}{{100}} = 8,4\)

- Các chất trong xăng đều là alkane nên có dạng \({C_{\bar n}}{H_{2\bar n + 2}}\) ⟹ Công thức trung bình là C_8,4H_18,8.

- Đốt xăng: 

Từ phương trình hóa học ta thấy đốt 1 mol xăng cần 13,1 mol O₂.

- Mà O₂ chiếm 20% thể tích không khí nên số mol không khí cần dùng để đốt 1 mol xăng là:

\(\frac{{13,1 \times 100}}{{20}} = 65,5\) (mol)

Vậy ta cần trộn xăng với không khí theo tỉ lệ thể tích là 1 : 65,5.