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 mol CaO bằng cách nung CaCO₃. Giả thiết hiệu suất các quá trình đều là 100%. Phương trình nhiệt của phản ứng nung vôi và đốt cháy methane như sau:

(1) \(CaC{O_3}(s) \to CaO(s) + C{O_2}(s)\)

(2) \(C{H_4}(g) + 2{O_2}(g) \to C{O_2}(g) + 2{H_2}O(g)\)

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

Chất	CH4(g)	CO2(g)	H2O(g)	CaCO3(s)	CaO(s)
\({\Delta _f}H_{298}^o\) (kJ/mol)	–74,6	–393,5	–241,8	–1207	–635

Đáp án:

Đáp án

Đáp án:

Phương pháp giải

Tính enthalpy của phản ứng (1) và (2).

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

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

Cần số gam CH₄ đốt cháy để cung cấp đủ nhiệt lượng cho phản ứng (1) là: m_CH4 = \(\frac{{178,5}}{{802,5}}.16 = 3,56g\)