Oxi hóa 9,2 gam etanol (rượu etylic) nguyên chất bằng khí oxi (điều kiện thích hợp)

a) Để tính hiệu suất phản ứng oxi hóa etanol, ta cần xác định số mol etanol và số mol oxi đã tham gia phản ứng.

- Khối lượng etanol (C2H5OH) = 9,2g
- Khối lượng mol của etanol = 46g/mol
- Số mol etanol = 9,2g / 46g/mol = 0,2 mol

Phản ứng oxi hóa etanol theo phương trình: C2H5OH + O2 -> CO2 + H2O

Theo phương trình, 1 mol etanol cần 3 mol oxi để hoàn toàn oxi hóa.

- Số mol oxi cần = 0,2 mol etanol x 3 mol oxi/mol etanol = 0,6 mol oxi

Tuy nhiên, phản ứng chỉ tạo ra 3,92 lít H2, không tạo ra CO2. Điều này cho thấy không phải toàn bộ oxi đã tham gia phản ứng. Vì vậy, hiệu suất phản ứng oxi hóa etanol sẽ không đạt 100%.

- Số mol H2 = 3,92 lít / 22,4 lít/mol = 0,175 mol

Do phản ứng oxi hóa etanol theo tỉ lệ 1:1 với H2, nên số mol oxi đã tham gia phản ứng là 0,175 mol.

- Hiệu suất phản ứng oxi hóa etanol = (số mol oxi đã tham gia phản ứng / số mol oxi cần) x 100% = (0,175 mol / 0,6 mol) x 100% = 29,17%

Vậy hiệu suất phản ứng oxi hóa etanol là 29,17%.

b) Để điều chế polime P từ khí N, ta cần sử dụng phản ứng trùng hợp. Sơ đồ phản ứng từ N đến P như sau:

N2 + H2 -> NH3 (phản ứng trùng hợp, điều kiện: chất xúc tác Fe, khoảng nhiệt độ 400-500°C)

NH3 + CH2=CH2 -> CH2=CH-NH2 (phản ứng trùng hợp, điều kiện: chất xúc tác Raney nickel, khoảng nhiệt độ 50-60°C)

CH2=CH-NH2 -> (-CH2-CH-NH-)n (phản ứng trùng hợp, điều kiện: chất xúc tác peroxit, khoảng nhiệt độ 100-150°C)

(-CH2-CH-NH-)n là polime P, thành phần chính của cao su buna.

Vậy sơ đồ phản ứng từ N đến P là:

N2 + H2 -> NH3 (Fe, 400-500°C)
NH3 + CH2=CH2 -> CH2=CH-NH2 (Raney nickel, 50-60°C)
CH2=CH-NH2 -> (-CH2-CH-NH-)n (peroxit, 100-150°C)