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?

Chọn A

Phương pháp giải:

- Tính số nguyên tử C trung bình của hỗn hợp: n¯=ΣnCnhh

- 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).

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: n¯=10×7+50×8+30×9+10×10100=8,4

- Các chất trong xăng đều là ankan nên có dạng Cn¯H2n¯+2 ⟹ Công thức trung bình là C_8,4H_18,8.

- Đốt xăng:

C_8,4H_18,8 + 13,1 O₂ →to  8,4 CO₂ + 9,4 H₂O

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:

13,1×10020=65,5 (mol)

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