Ta có thể giải bài toán này bằng phương pháp giải tích hoặc phương pháp dựa trên khối lượng.

Phương pháp giải tích:

Ta biết rằng khí metan (CH4) và khí etilen (C2H4) phản ứng với brom theo phương trình:

CH4 + 2Br2 → CH2Br2 + 2HBr

C2H4 + Br2 → C2H4Br2

Tổng số mol các khí trong hỗn hợp ban đầu là:

n = V/Vm = 24/22.4 ≈ 1.07 mol

Số mol brom phản ứng là:

n(Br2) = m/M = 8/159.8 ≈ 0.05 mol

Vì theo phương trình phản ứng giữa brom và metan, ta biết rằng 1 mol metan phản ứng với 2 mol brom. Do đó, số mol metan đã phản ứng là:

n(CH4) = 2n(Br2) = 0.1 mol

Tương tự, số mol etilen đã phản ứng là:

n(C2H4) = n(Br2) = 0.05 mol

Số mol các khí còn lại trong hỗn hợp sau phản ứng là:

n(CH4) = 1.07 - 0.1 = 0.97 mol

n(C2H4) = 1.07 - 0.05 = 1.02 mol

Tổng thể tích của các khí sau phản ứng là:

V' = nRT/P = (0.97 + 1.02) × 0.0821 × 298/1 = 49.4 L

Phần trăm thể tích của metan và etilen trong hỗn hợp sau phản ứng lần lượt là:

% CH4 = V(CH4)/V' × 100% ≈ 1.97%

% C2H4 = V(C2H4)/V' × 100% ≈ 2.06%

Phương pháp dựa trên khối lượng:

Ta biết rằng khối lượng của 8 gam brom phản ứng với 1 mol metan hoặc 1/2 mol etilen. Do đó, số mol khí đã phản ứng được tính bằng:

n = mBr2/MBr2 × 1/n(Br2)

n(Metan) = n/2 = 0.025 mol

n(Etilen) = n = 0.05 mol

Số mol các khí còn lại trong hỗn hợp là:

n(Metan) = 1.07 - 0.025 = 1.045 mol

n(Etilen) = 1.07 - 0.05 = 1.02 mol

Tổng thể tích của các khí sau phản ứng được tính bằng:

V' = nRT/P = (1.045 + 1.02) × 0.0821 × 298/1 = 52.9 L