Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam nhiên liệu (kí hiệu là Q, tính theo kJ g⁻¹) được sử dụng để đánh giá mức độ “giàu năng lượng” của nhiên liệu đó. Ở điều kiện chuẩn, giá trị Q của ethanol lỏng và một loại khí đốt G lần lượt là QE và QG. Cho biết: G chỉ chứa propane và butane với tỉ lệ mol tương ứng là 1: 2; nhiệt tạo thành chuẩn ($\Delta_{f}^{}H_{298}^{o}$) của các chất được cho trong bảng:
| Chất | C2H5OH(l) | C3H8(g) | CH3CH2CH2CH3(g) | CO2(g) | H2O(l) | O2(g) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $\Delta_{f}^{}H_{298}^{o}$(kJ mol⁻¹) | –277,6 | –105,0 | –129,0 | –393,5 | –285,8 | 0 |
Đặt $\text{k~=}\dfrac{\text{Q}_{\text{G}}}{\text{Q}_{\text{E}}}$, giá trị của k bằng bao nhiêu? (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm.)
Dựa vào công thức tính biến thiên enthalpy của phản ứng.
Phương trình đốt cháy:
(1) C2H5OH(l) + 3O2(g) $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 2CO2(g) + 3H2O(l)
$\Delta_{r}H_{298}^{o}(1) =$2.(-393,5) + 3.(-285,8) – (-277,6) = -1366,8 kJ $\Rightarrow$ QE = $\dfrac{1}{46}.1366,8 = \dfrac{3417}{115}\, kJ/g.$
(2) C3H8(g) + 5O2(g) $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 3CO2(g) + 4H2O(l)
$\Delta_{r}H_{298}^{o}(2) =$3.(-393,5) + 4.(-285,8) – (-105) = -2218,7 kJ
(3) C4H10(g) + 6,5O2 $\overset{t^{o}}{\rightarrow}$ 4CO2(g) + 5H2O(l)
$\Delta_{r}H_{298}^{o}(3) =$4.(-393,5) + 5.(-285,8) – (-129) = -2874 kJ
$\left. \underset{1\, gam}{\underset{⎵}{G\left\{ \begin{array}{l} {C_{3}H_{8}:\, x\, mol} \\ {C_{4}H_{10}:\, 2x\, mol} \end{array} \right.}}\,\Rightarrow\, m_{G} = 44x + 58.2x = 1\Rightarrow x = 6,25.10^{- 3}\, mol \right.$
$\left. \Rightarrow Q_{G} = 2218,7x + 2874.2x = 7966,7x = 7966,7.6,25.10^{- 3} = 49,791875\, kJ/g \right.$
$\Rightarrow$ $\text{k~=}\dfrac{\text{Q}_{\text{G}}}{\text{Q}_{\text{E}}} = \dfrac{49,791875}{\dfrac{3417}{115}} = 1,67576 \approx 1,68$
Danh sách bình luận