25 bài tập về điều chế xenlulozo nitrat, xenlulozo axetat có đáp án và lời giải chi tiết

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ \(\overset{t^o,xt}{\rightarrow}\) [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

n _xenlulozo = n _{Xenlulozo trinitrat}

=> m _{Xenlulozo trinitrat} = \(\frac{{1\,.\,0,6\,.\,297}}{{162}}\) = 1,1 tấn

Đáp án B

C₆H₇O₂(OH)₃ + 3HNO₃ ->  C₆H₇O₂(NO₃)₃ + 3H₂O

   0,01                          <-                   0,01 tấn mol

=> m_{Xenlulozo(Thực)} = 1,62 tấn

=> H% = 81%

Đáp án C

n_{Xenlulozơ trinitrat} = 29,7/297 = 0,1 (kmol)

PTHH: C₆H₁₀O₅ + 3HNO₃ → C₆H₇O₂(ONO₂)₃                    

Theo PTHH => n_HNO3 = 3n_{Xenlulozơ trinitrat} = 0,3 (kmol)

=> m_HNO3 = 0,3.63 = 18,9 kg

=> m _{dd HNO3} = 18,9.(100/96) = 19,6875 (kg)

=> V _{dd HNO3} = m/D = 19,6875/1,52 = 12,9523 (lít)

Do hiệu suất của phản ứng là 90% nên lượng HNO₃ cần dùng phải nhiều hơn lượng tính toán: 

=> V _{dd HNO3 cần dùng} = 12,9523.(100/90) = 14,39 lít

Đáp án C

n _C6H7O2(NO3)3  = 0,1 k.mol => n _HNO3 = 0,3 k.mol

=> n _{lý thuyết}  = 0,3 : 90 . 100 =  k.mol => m _HNO3 = 21 g

=> m _{dd HNO3} = 21 : 96 . 100 = 21,875 k.g

=> V dd HNO₃ = 21,875 : 1,52 = 14,39 k.ml = 14,39 lít

Đáp án B

[C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ à  [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n  + 3nH₂O

         162n                                               297n

(tấn)     2                       =>                      3,67.0,6 = 2,2 

Đáp án D

PTHH: C₆H₇O₂(OH)₃ + 3HO-NO₂ → C₆H₇O₂(O-NO₂)₃ + 3H₂O

                                          3.63 (kg)           297 kg

                                          56,7 kg        ← 89,1 kg

Do hiệu suất đạt 90% nên lượng HNO₃ đã dùng là: 56,7.100/90 = 63 kg

Đáp án D

- Các PTHH:

\({{\text{[}}{C_6}{H_7}{O_2}{(OH)_3}{\text{]}}_n} + 3n{(C{H_3}CO)_2}O \to {{\text{[}}{C_6}{H_7}{O_2}{{\text{(OOCC}}{{\text{H}}_3})}_3{\text{]}}_n} + 3nC{H_3}{\text{COO}}H\)

\({{\text{[}}{C_6}{H_7}{O_2}{(OH)_3}{\text{]}}_n} + 2n{(C{H_3}CO)_2}O \to {{\text{[}}{C_6}{H_7}{O_2}{OH}{{{\text{(OOCC}}{{\text{H}}_3})}}_2{\text{]}}_n} + 2nC{H_3}{\text{COO}}H\)

- Để trung hoà 1/10 lượng axit cần 0,08 mol NaOH:

\(C{H_3}{\text{COO}}H + NaOH \to C{H_3}{\text{COONa +  }}{{\text{H}}_2}O\)

→ n_{CH3COOH (1/10 X)} = n_NaOH = 0,08 (mol).

→ n_{CH3COOH (X)} = 10.0,08 = 0,8 (mol).

Đặt khối lượng xenlulozơ triaxetat là x gam, khối lượng xenlulozơ điaxetat là y gam.

Ta có: x + y = 82,2         (1)

Khi tạo ra 288n g xenlulozơ triaxetat, thì tạo ra 3n mol CH₃COOH

Khi tạo ra x g xenlulozơ triaxetat, thì tạo ra \(\dfrac{3x}{288}\) mol CH₃COOH

Khi tạo ra 246n g xenlulozơ điaxetat thì tạo ra 2n mol CH₃COOH

Khi tạo ra y g xenlulozơ điaxetat thì tạo ra \(\dfrac{2y}{246}\) mol CH₃COOH.

=> \({n_{C{H_3}{\text{COO}}H}} = \dfrac{3x}{288}\)  + \(\dfrac{2y}{246}\) = 0,8 (2)

Giải hệ gồm phương trình (1) và (2) tìm được: x = 57,6; y = 24,6.

Xenlulozơ triaxetat chiếm \(\frac{{57,6}}{{82,2}}.100\% =70,1\%\) khối lượng.

Xenlulozơ điaxetat chiếm 100% - 70,1% = 29,9% khối lượng.

Đáp án A

Ta có: \({n_{xenlulozo\,\,trinit{\rm{r}}at}} = \frac{{59,4}}{{297n}} = \frac{{0,2}}{n}(kmol)\)

PTHH: [C₆H₇O₂(OH)₃]_n + 3nHNO₃ \(\xrightarrow{{{H_2}S{O_4}dac,{t^o}}}\) [C₆H₇O₂(ONO₂)₃]_n + 3nH₂O

Theo PTHH: \({n_{HN{O_3}}} = 3n.{n_{xenlulozo\,trinit{\rm{r}}at}} = 3n.\frac{{0,2}}{n} = 0,6(kmol)\)

→ \({m_{HN{O_3}}} = 0,6.63 = 37,8(kg)\)

→ \({m_{dd\,HN{O_3}}} = 37,8.\frac{{100}}{{63}} = 60(kg)\)

→ \({V_{dd}}{\,_{HN{O_3}}} = \frac{m}{D} = \frac{{60}}{{1,4}} = 42,857(l)\)

Do hiệu suất cả quá trình là 80% nên thể tích dung dịch HNO₃ cần dùng là:

\({V_{dd}}{\,_{HN{O_3}\,can\,dung}} = 42,857.\frac{{100}}{{80}} = 53,57(l)\)

C₆H₁₀O₅ + 3HNO₃  → C₆H₇O₂(NO₃)₃ + 3H₂O

n_{xenlulozo trinitrat} = 26,73/297 = 0,09 kmol

Từ PTHH => n_HNO3 = 3.n_{xenlulozo trinitrat} = 0,27 kmol

m_HNO3 = 0,27.63 = 17,01 kg

m _{dd HNO3} = 17,01.(100/94,5) = 18 kg

V _{dd HNO3} = m / D = 18 / 1,5 = 12 lít

Do hiệu suất của phản ứng là H% = 60% nên lượng HNO₃ cần dùng phải nhiều hơn so với lượng tính toán:

V _{dd HNO3 cần dùng} = 12.(100/60) = 20 lít

Đáp án A

m _xenlulozo = 32,4.50% = 16,2 tấn

C₆H₇O₂(OH)₃ + 3HO-NO₂ → C₆H₇O₂(ONO₂)₃ + 3H₂O

162                                               297

16,2                    →                      29,7                     (tấn)

Do hiệu suất đạt 90% nên khối lượng thuốc súng thu được thực tế là: 29,7.90% = 26,73 tấn

Đáp án A