Nung nóng hỗn hợp X gồm 0,3 mol C2H2 và 0,4 mol H2 (có Ni xúc tác) thu được hỗn hợp Y rồi cho qua bình đựng dung dịch Br2 (dư) thấy thoát ra hỗn hợp khí Z đồng thời khối lượng bình Br2 tăng 5,4 gam

Để giải bài toán này, chúng ta sẽ lần lượt tính toán các phản ứng hóa học diễn ra.

Bước 1: Phản ứng giữa acetylene (C2H2) và hydro (H2)
Phản ứng giữa C2H2 và H2 với xúc tác Ni sẽ tạo thành ethane (C2H6):

\[
C_2H_2 + 2H_2 \xrightarrow{Ni} C_2H_6
\]

Từ số mol của C2H2 (0,3 mol) và H2 (0,4 mol), ta tính toán lượng hợp thành C2H6:

- C2H2 tiêu tốn 0,3 mol H2 (cần 0,6 mol H2 cho 0,3 mol C2H2).
- H2 còn lại là 0,4 - 0,6 = -0,2 mol (không đủ, điều này cho thấy tất cả 0,3 mol C2H2 sẽ phản ứng với 0,6 mol H2, nên ta chỉ sử dụng 0,2 mol C2H2).

Do đó, số mol C2H6 thu được sẽ là 0,3 mol C2H2 phản ứng nên cho ra 0,3 mol C2H6.

Bước 2: Phản ứng của C2H6 với Br2
C2H6 là một hydrocarbon bão hòa nên nó sẽ không phản ứng với Br2. Theo thông tin từ đề bài, khối lượng bình Br2 tăng 5,4 g.

Khối lượng Br2 đã phản ứng là:

\[
\text{Khối lượng Br2} = 5,4 \, \text{g}
\]
\[
\text{Số mol Br2} = \frac{5,4}{160} = 0,03375 \, \text{mol}
\]

Bước 3: Tính số mol của khí Z
Hỗn hợp khí Z chính là hydro và phần không phản ứng của C2H6. Khi đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp khí Z:

\[
\text{C2H6} + 2.5O2 \rightarrow 2CO2 + 3H2O
\]

Điều này cần 0,6 mol CO2 và H2O từ quá trình đốt cháy hỗn hợp Z, ta biết:

0,6 mol CO2 → 0,6 mol C và còn lại cho H2 → C2H6 còn lại → (n-0.3).


Bước 4: Tính giá trị của V
Hỗn hợp khí khi đốt cháy cần V lít O2. Ta biết 1 mol O2 tạo ra 1 mol CO2 và 1,5 mol H2O:

\[
\text{V} = \text{số mol O2 cần thiết}
\]

Mỗi mol C2H6 sẽ cần 2,5 mol O2. Ngược lại, từ số mol CO2 và H2O:

Tổng số mol O2 cần thiết cho việc đốt cháy hỗn hợp khí Z:
\[
0.6 \, \text{mol CO2} + 0.6 \times 0.5 \, \text{mol H2O} = 0.6 + 0.9 = 1.5 \, \text{mol O2}
\]

Như vậy tính toán chính xác, ta sẽ tìm ra giá trị V:

\[
\text{V} = 1.5 \times 22.4 \approx 33.6 \, \text{lít}
\]

Tóm lại giá trị V cuối cùng là :

\[
\text{V} \approx 33.6 \, \text{lít}
\]

Đây là cách tính chính xác V cho bài toán trên.