Kiến thức cần nhớ bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa *Lý thuyết và Phương pháp giải.. Cho phản ứng hóa học: A + B → C.[r]
Trang 1Bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa
Kiến thức cần nhớ bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa
*Lý thuyết và Phương pháp giải
Cho phản ứng hóa học: A + B → C
Hiệu suất phản ứng:
Lưu ý: Hiệu suất cả quá trình là tích hiệu suất mỗi giai đoạn riêng lẻ.
Ví dụ minh họa bài toán hiệu suất phản ứng Polime hóa
Ví dụ 1 Muốn tổng hợp 120 kg metylmetacrylat, hiệu suất quá trình este hóa
và trùng hợp lần lượt là 60% và 80%, khối lượng axit và ancol cần dùng lần lượt là bao nhiêu:
Hướng dẫn giải
⇒ nMắt xích = neste = 1,2 kmol
⇒ nancol = naxit = 1,2.(100/60).(100/80) = 2,5kmol
⇒ mancol = 80 kg ; maxit = 215 kg
Ví dụ 2 Đem trùng ngưng x kg axit ε-aminocaproic thu được y kg polime vàaminocaproic thu được y kg polime và
12,15 kg H2O với hiệu suất phản ứng 90% Giá trị của x, y lần lượt là:
Hướng dẫn giải
nH2N–(CH2)5–COOH → [-aminocaproic thu được y kg polime vàNH–(CH2)5–CO-aminocaproic thu được y kg polime và]n + nH2O
nH2O = 0,675 kmol n⇒ axit = 0,675 kmol
Vì H = 90% n⇒ axit thực tế = 0,675.100/90 = 0,75 kmol
⇒ x = 0,75.131 = 98,25 kg
Trang 2Áp dụng định luật BTKL, ta có:
y = 0,9.x -aminocaproic thu được y kg polime và mH2O = 98,25.0,9 – 12,15
⇒ y = 76,275 kg
Ví dụ 3 PVC được điều chế từ khí thiên nhiên theo sơ đồ:
CH4 → C2H2 → CH2=CHCl → PVC
Thể tích khí thiên nhiên (đktc) cần lấy để sản xuất được 1 tấn PVC là bao nhiêu (biết khí thiên nhiên chứa 95% metan về thể tích và hiệu suất toàn bộ quá trình
là 12,825 %):
Hướng dẫn giải
+ Bảo toàn nguyên tố cacbon ta có: 2CH4 → CH2=CHCl
+ Ta có mPVC = 1000 kg n⇒ PVC = 16 kmol
⇒ nCH4 cần dùng = 16.2/0,12825 ≈ 249,51 kmol
⇒ VKhí thiên nhiên cần dùng = 249,51/0,95 22,4 ≈ 5883m3
Bài tập vận dụng hiệu suất phản ứng Polime hóa
Bài 1: Từ 15kg metyl metacrylat có thể điều chế được bao nhiêu gam thuỷ tinh
hữu cơ có hiệu suất 90%?
A 13500n (kg)
B 13500 g
C 150n (kg)
D 13,5 (kg)
Đáp án: B
nCH2=C(CH3)-aminocaproic thu được y kg polime vàCOOH → [CH2=C(CH3)-aminocaproic thu được y kg polime vàCOOH]n
⇒ Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: msau = mtrước
⇒ mpolime thực tế = mlý thuyết 0,9 = 1,5 kg = 13500 g
Bài 2: Trùng hợp 5,6 lít C2H4 (đktc), nếu hiệu suất phản ứng là 90% thì khối lượng polime thu được là:
Trang 3A 4,3 gam
B 5,3 gam
C 7,3 gam
D 6,3 gam
Đáp án: D
nC2H4 = 5,6/22,4 = 0,25 mol
nC2H4 pứ = 0,25.0,9 = 0,225 mol
⇒ mpolime = mC2H4pứ = 0,225.28 = 6,3 g
Bài 3: Cho sản phẩm khi trùng hợp 1 mol etilen ở điều kiện thích hợp tác dụng
vừa đủ 16g Brom Hiệu suất phản ứng trùng hợp và khối lượng PE thu được là?
A 80%; 22,4 g
B 90%; 25,2 g
C 20%; 25,2 g
D 10%; 28 g
Đáp án: B
Số mol etilen dư: netilen dư = nBr2 = 0,1 mol
⇒ H=1−0,11 = 90%
mPE =1.28 − 0,1.28 = 25,2
Bài 4: Từ 180 lít ancol etylic 40o (khối lượng riêng của ancol etylic nguyên chất là d = 0,8g/ml) điều chế đượcbao nhiêu kg cao su buna (hiệu suất quá trình
là 75%)
A 25,357 kg
B 18,783 kg
C 28,174 kg
D 18,087 kg
Đáp án: A
Trang 4100 ml rượu chứa 40 ml C2H5OH
⇒ 180 lít rượu chứa (180000.40/100) = 72000 ml C2H5OH
⇒ nC2H5OH = (72000.0,8)/46 = 1252,2 mol
⇒ nC4H6 = (1/2) nC2H5OH = 626,09 mol
⇒ mcao su buna=0,75 626,09 54 = 25357g = 25,357 kg
Bài 5: Từ 4 tấn C2H4 có chứa 30% tạp chất có thể điều chế bao nhiêu tấn PE? (Biết hiệu suất phản ứng là 90%)
A 2,55
B 2,8
C 2,52
D 3,6
Đáp án: C
nCH2=CH2 (-aminocaproic thu được y kg polime vàCH2–CH2-aminocaproic thu được y kg polime và)n
mPE = 4 0,7 0,9 = 2,52 tấn
Bài 6: Trong thế chiến thứ II người ta phải điều chế cao su buna từ tinh bột
theo sơ đồ sau:
Tinh bột → Glucozơ → Ancol etylic → Buta-aminocaproic thu được y kg polime và1,3-aminocaproic thu được y kg polime vàđien → Caosu bun
Từ 10 tấn khoai chứa 80% tinh bột điều chế được bao nhiêu tấn caosu buna? (Biết hiệu suất của cả quá trình là 60%)
A 3,1 tấn
B 2,0 tấn
C 2,5 tấn
D 1,6 tấn
Đáp án: D
Số mol tinh bột có trong 10 tấn khoai: 10.0,8162=0,049 Mmol
Trang 5Ta thấy, trong cả quá trình, nC4H6 thu được sẽ bằng ntinh bột tham gia
Với H=0,6 là: nC4H6 = 0,049.0,6 = 0,0296 Mmol
⇒ mpolime = 0,029.54 =1,6
Bài 7: Trùng hợp 5,6 lít (đktc) propilen, nếu hiệu suất 80%, khối lượng polime
thu được là:
A 10,5 gam
B 8,4 gam
C 7,4 gam
D 9,5 gam
Đáp án: B
Khối lượng polime: (5,6/22,4) 80% 42 = 8,4 g
Bài 8: Người ta trùng hợp 0,1 mol vinyl clorua với hiệu suất 90% thì số gam
PVC thu được là:
A 7,520
B 5,625
C 6,250
D 6,944
Đáp án: B
Khối lượng PVC thu được là 62,5 0,1 90% = 5,625g
Xem thêm các bài tiếp theo tại: