Title Chuyên Đề 18 - Khí Than Ướt-P1.docx ✅

CHUYÊN ĐỀ : KHÍ THAN ƯỚT A. LÝ THUYẾT. 1. Khi cho hơi nước (H 2 O) đi qua than nung đỏ, xảy ra đồng thời các phản ứng (pư) sau: C + H 2 O CO + H 2 (1) a a a a C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) b 2b b 2b  Hỗn hợp khí B thu được sau phản ứng gồm: CO, CO 2 , H 2 . - Gọi số mol của carbon ở pư (1), (2) là a, b ta có: - n CO + n H2 = a + 3b - n C = a + b - n B = 2a + 3b 2. Nếu cho hỗn hợp X gồm CO 2 , H 2 O đi qua than nung đỏ: C + H 2 O CO + H 2 (3) x x x x C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (4) y 2y y 2y C + CO 2 2CO (5) z z 2z - Gọi số mol carbon ở pư (3), (4), (5) là x, y, z. - Để thuận lợi tính toán ở pư (5) ta coi như chỉ có CO 2 trong X phản ứng. - Hỗn hợp khí Y sau phản ứng gồm CO, CO 2 , H 2 . - n Y = 2x + 3y + 2z - n C = x + y + z - n X = x + 2y + z  n C = n Y – n X - n CO + n H2 = 2(x + y + z) = 2n C  n CO2 = 2n X – n Y 3. Sản phẩm khí thu được có CO, H 2 , CO 2 có thể dùng để điều chế các chất cần thiết trong công nghiệp như methanol, acetic acid, amoniac, ...
4. Dẫn hỗn hợp khí CO, CO2, H2 qua oxide kim loại sau Al nung nóng thì oxide bị khử về kim loại và bản chất của phản ứng là: CO + O CO 2 H 2 + O H 2 O  n O trong oxide pư = n CO + n H2  m chất rắn giảm = m O trong oxide pư B. BÀI TẬP ĐƯỢC PHÂN DẠNG.  Dạng 1: Thuần tính toán theo phương trình hóa học. - Phương pháp: 1) Viết PTHH. 2) Đặt ẩn số mol và tìm phương trình toán liên hệ. 3) Chú ý đề bài có dữ kiện về phản ứng của hỗn hợp khí sau phản ứng của than nóng đỏ và hơi nước không. - Ví dụ minh họa: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ sau khi loại bỏ hết hơi nước thu được 0,8 mol hỗn hợp khí X gồm CO, CO 2 , H 2 . Cho X đi qua bình 1 đựng dung dịch Ba(OH) 2 dư thu được 35,46 gam kết tủa. Tính số mol mỗi khí trong X.  Hướng dẫn giải: C + H 2 O CO + H 2 (1) C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) - Gọi số mol của Carbon pư ở mỗi pư (1), (2) lần lượt là x, y. - Hỗn hợp khí X sẽ gồm: CO (x mol), CO 2 (y mol), H 2 (x+2y mol) → x + y + x + 2y = 2x + 3y = 0,8 - Dẫn X qua bình 1 chứa Ba(OH) 2 dư: CO 2 + Ba(OH) 2 → BaCO 3 + H 2 O - Kết tủa là BaCO 3 → n BaCO3 = n CO2 = y = 0,18 mol → x = 0,13 mol - Hỗn hợp X gồm: CO (0,13 mol), CO 2 (0,18 mol), H 2 (0,49 mol). Câu 1: Cho m gam hơi nước qua than nóng đỏ thu được 3,72 gam hỗn hợp khí X gồm CO, CO 2 , H 2 . Mặt khác 0,6 mol X tác dụng vừa đủ 40 gam CuO ở nhiệt độ cao. Tính m.
C + H 2 O CO + H 2 (1) a a a a C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) b 2b b 2b - Xét TN1 với 3,72 g hỗn hợp X có: a mol CO, b mol CO 2 , (a + 2b) mol H 2  3,72 = 28a + 44b + 2(a+2b) - Xét TN2: 0,6 mol X tác dụng đủ với 40 gam CuO. n CuO = 0,5 mol = n CO + n H2   a = 0,06; b = 0,04  n H2O = a + 2b = 0,14 mol  m = 0,14 . 18 = 2,52 g Câu 2: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ thu được V lít (đkc) hỗn hợp khí X gồm CO, CO 2 , H 2 có tỉ khối so với khí Helium là 3,875. Dẫn toàn bộ X qua bột CuO dư nung nóng, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy chất rắn giảm đi 8 gam. Tính V. C + H 2 O CO + H 2 (1) a a a a C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) b 2b b 2b  Hỗn hợp X có: a mol CO, b mol CO 2 , (a + 2b) mol H 2  m X = n X . M X = (2a + 3b) . 3,875 . 4 = 28a + 44b + 2(a + 2b) CO + O CO 2 H 2 + O H 2 O - m chất rắn giảm = m O trong oxide pư = 8g  n O trong oxide pư = n CO + n H2 = 2a + 2b = 8/16 = 0,5  a = 0,15; b = 0,1 → V = 24,79.(2a + 3b) = 14,874 L Câu 3: Cho hơi nước đi qua than nóng đỏ, sau khi làm khô hết hơi nước thu được hỗn hợp khí X gồm CO, CO 2 , H 2 . Tỉ khối của X so với khí hydrogen là 7,875. Cần bao nhiêu kg than có chứa 4% tạp chất trơ để thu được 48000 mol hỗn hợp X, biết rằng có 96% carbon bị đốt cháy. C + H 2 O CO + H 2 (1)
a a a a C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) b 2b b 2b  Hỗn hợp X có: a mol CO, b mol CO 2 , (a + 2b) mol H 2  48000 = 2a + 3b  m X = 48000 . 7,875 . 2 = 28a + 44b + 2(a + 2b)  a = 6000; b = 12000  m C đã đốt = 12.(a + b)/0,96 = 225000g  m than = 225000/0,96 = 234375g Câu 4: Cho 0,5 mol hơi nước qua carbon nung nóng đỏ thu được 0,9 mol hỗn hợp khí X gồm CO, CO 2 , H 2 . Cho X hấp thụ vào 100 mL dung dịch NaOH 1,5M thu được dung dịch Z. Cho từ từ dung dịch Z vào 120 mL dung dịch HCl 1M thu được V lít khí CO 2 (đkc). Tính V. C + H 2 O CO + H 2 (1) a a a a C + 2H 2 O CO 2 + 2H 2 (2) b 2b b 2b - n H2O = a + 2b = 0,5 - n X = 2a + 3b = 0,9  a = 0,3; b = 0,1  X có 0,1 mol CO 2 - n NaOH = 0,15 mol. Giả sử Z có x mol Na 2 CO 3 và y mol NaHCO 3 . CO 2 + 2NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O x 2x x CO 2 + NaOH → NaHCO 3 y y y  2x + y = 0,15 và x + y = 0,1  x = 0,05; y = 0,05  n Na2CO3 pư HCl = n NaHCO3 pư HCl = t mol