Đề bài

Xét quá trình đốt cháy ethanol \({{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}(l):{{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{O}}{{\rm{H}}_{(l)}} + 3{{\rm{O}}_{2(g)}} \to 2{\rm{C}}{{\rm{O}}_{2(g)}} + 3{{\rm{H}}_2}{{\rm{O}}_{(l)}}\) Cho biết enthalpy tạo thành \(\left( {{\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0} \right)\) của các chất như sau:

Chất	\({\bf{C}}{{\bf{O}}_2}(g)\)	\({{\bf{H}}_2}{\bf{O}}(l)\)	\({{\bf{C}}_2}{{\bf{H}}_5}{\bf{OH}}(l)\)
\({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{298}^0(\;{\rm{kJ}}/{\rm{mol}})\)	\( - 393,5\)	\( - 285,8\)	-267

Cần x gam \({{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}\) đốt cháy để cung cấp nhiệt dùng để đun 1,5 lít nước từ 25oC đến 100oC biết rằng có \(40\% \) lượng nhiệt đốt cháy bị thất thoát ra ngoài môi trường; biết rằng để tăng nhiệt độ của 1 gam nước thêm 1^oC cần \(4,2\;{\rm{J}}\) nhiệt; khối lượng riêng của nước là \(1\;{\rm{g}}/{\rm{mL}}\).

Xét quá trình đốt cháy propane \({{\rm{C}}_3}{{\rm{H}}_8}(g)\) và butane \({{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_{10}}(g)\) :

\(\begin{array}{*{20}{l}}{{{\rm{C}}_3}{{\rm{H}}_8}(g) + 5{{\rm{O}}_2}(g) \to 3{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}(g) + 4{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}(l)}&{{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0 =  - 2220\;{\rm{kJ}}}\\{{{\rm{C}}_4}{{\rm{H}}_{10}}(g) + 13/2{{\rm{O}}_2}(g) \to 4{\rm{C}}{{\rm{O}}_2}(g) + 5{{\rm{H}}_2}{\rm{O}}(l)}&{{\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{298}^0 =  - 2874\;{\rm{kJ}}.}\end{array}\)

Nếu thay lượng nhiệt do \({{\rm{C}}_2}{{\rm{H}}_5}{\rm{OH}}\) đốt chạ́y ở trên bằng lượng nhiệt lấy từ quá trình đốt cháy y gam khí hóa lỏng LPG chứa hỗn hợp propane và butane theo tỉ lệ mol tương ứng 2: 3. Tính tổng \({\rm{x}} + {\rm{y}}\)? (Kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).

Phương pháp giải

Tính biến thiên enthalpy của 2 phản ứng.

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Đáp án :

Gọi số mol C₃H₈ và C₄H₁₀ lần lượt là 2a và 3a mol

Lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy y gam khí LPG là: 2a.2220 + 3a.2874

C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

\(\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^o = 2.{\Delta _f}H_{298}^oC{O_2} + 3.{\Delta _f}H_{298}^o{H_2}{\rm{O}} - {\Delta _f}H_{298}^o{C_2}{H_5}{\rm{O}}H\\ = 2.( - 393,5) + 3.( - 285,8) - ( - 267) =  - 1377,4kJ\end{array}\)

n _C2H5OH = x : 46 mol

Lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy x gam C₂H₅OH = \(\frac{x}{{46}}.1377,4kJ\)

Lượng nhiệt cần để đung 1,5 lít nước là: Q = m.C.∆T = 1,5.4,2.(100-25) = 472,5 kJ

Lượng nhiệt thực tế đã cung cấp là: 472,5 : 60% = 787,5 kJ

Ta có: \(\frac{x}{{46}}.1377,4kJ\)= 787,5 → x = 26,3g

2a.2220 + 3a.2874 = 787,5 → a = \(\frac{{75}}{{1244}}mol\)

m _LPG =\(\frac{{75}}{{1244}}.2.44 + \frac{{75}}{{1244}}.3.58 = 15,8g\)

tổng x + y = 42

Đáp án 42