Pin nhiên liệu sử dụng ethanol được đặc biệt quan tâm do có nguồn nhiên liệu sinh học dồi dào. Phản ứng xảy ra khi một pin ethanol - oxygen phóng điện ở 25oC trong dung dịch chất điện li là potassium hydroxide như sau:
\({{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}\left( l \right) + 3{{\rm{O}}_2}\left( {\rm{g}} \right) \to 2{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}\left( {\rm{g}} \right) + 3{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\left( l \right)\) \({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^ \circ \)
Một pin ethanol - oxygen được dùng để thắp sáng 5 bóng đèn LED, mỗi bóng có công suất 3 W (3 J/s) liên tục trong t giờ, tiêu thụ hết 230 gam ethanol với hiệu suất quá trình oxi hoá ethanol ở anode là 60%.
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
|
Chất |
\({{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}\left( l \right)\) |
\({{\rm{O}}_2}\left( {\rm{g}} \right)\) |
\({\rm{C}}{{\rm{O}}_2}\left( {\rm{g}} \right)\) |
\({{\rm{H}}_2}{\rm{O}}\left( l \right)\) |
|
\({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^ \circ \left( {{\rm{kJ}}/{\rm{mol}}} \right)\) |
\( - 277,6\) |
0 |
\( - 393,5\) |
\( - 285,8\) |
Giá trị của t bằng bao nhiêu? (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Dựa vào công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng.
Đáp số: 76
\({{\rm{\Delta }}_{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^ \circ = - 1366,8\,\,\,kJ/mol\)
\({n_{{{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}}}\)phản ứng \( = \frac{{230}}{{46}}.0,60 = 5\;{\rm{mol}}\)=> Q tỏa = 1366,8.5= 6834 kJ = 6834.103 J
Q thực tế = 6834.103. 0,6 = 4100400 J
\(P = 5.3 = 15\;{\rm{W}} = 15\;{\rm{J}}/{\rm{s}}\)=> \(t = \frac{Q}{P} = \frac{{4100400}}{{15.3600}}\)= 75,9 giờ
Danh sách bình luận