Đề bài

Ở điều kiện chuẩn, cần phải đốt cháy hoàn toàn bao nhiêu gam methane CH₄(g) (làm tròn đến hàng phần trăm) để cung cấp nhiệt cho phản ứng tạo 1,5 mol CaO bằng cách nung CaCO₃. Giả thiết hiệu suất của quá trình đều là 100%. Phương trình nhiệt của phản ứng nung vôi và đốt cháy methane như sau:

(1) CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)
(2) CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

Biết nhiệt tạo thành (\({\Delta _f}H_{298}^o\)) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Đáp án:

Đáp án

Đáp án:

Phương pháp giải

Dựa vào công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng.

\({\Delta _r}H_{298}^o(1) = {\Delta _f}H_{298}^o(CaO) + {\Delta _f}H_{298}^o(C{O_2}) - {\Delta _f}H_{298}^o(CaC{O_3}) =  - 635 + ( - 393,5) - ( - 1207) = 178,5kJ\)

Nhiệt lượng để cung cấp cho phản ứng tạo 1,5 mol CaO là: 178,5.1,5 = 267,75 kJ.

\({\Delta _r}H_{298}^o(2) = {\Delta _f}H_{298}^o(C{O_2}) + 2.{\Delta _f}H_{298}^o({H_2}O) - {\Delta _f}H_{298}^o(C{H_4}) = ( - 393,5) + 2.( - 241,8) - ( - 74,6) =  - 802,5kJ\)

Cần số gam CH₄ đốt cháy để cung cấp đủ nhiệt lượng cho phản ứng (1) là: m_CH4 = \(\frac{{267,75}}{{802,5}}.16 = 5,34g\)