Tel: 024.7300.7989 - Phone: 1800.6947 (Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)

Giỏ hàng của tôi
Trang chủ
Hóa11

Hydrogen là nhiên liệu xanh và thân thiện với môi trường nhất, được đánh giá có tiềm năng

Câu hỏi số 838093:
Vận dụng

Hydrogen là nhiên liệu xanh và thân thiện với môi trường nhất, được đánh giá có tiềm năng cung cấp phần lớn năng lượng cho thế giới trong tương lai, thay thế cơ sở hạ tầng năng lượng hiện tại dựa trên nhiên liệu hóa thạch. Hydrogen được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề thiếu hụt năng lượng trong tương lai gần, đặc biệt là ở các khu vực địa lý phức tạp (đồi núi, cao nguyên khô cằn, v.v.) và khí hậu khắc nghiệt. Hiện nay, việc sản xuất hydrogen công nghiệp chủ yếu thông qua quá trình oxi hóa – khử như reforming CH₄ hoặc điện phân nước. Vì vậy, cần đánh giá lợi ích – rủi ro khi sử dụng H₂.

Biết khối lượng riêng xăng (xấp xỉ C₈H₁₈) là 0,703 g·cm⁻³

a) Viết phương trình phản ứng xảy ra đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu hydrogen và xăng (thành phần chính (thành phần chính là C8H18).

b) Gọi k là phần trăm năng lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 L khí H₂ (dkc) so với 1 lít xăng. Giá trị của k bằng bao nhiêu? Làm tròn kết quả đến hai chữ số sau dấu phẩy.

c) Tại sao hydrogen được dùng làm nhiên liệu phải được nén ở áp suất cao hoặc hoá lỏng?

Quảng cáo

Xem lời giải
Câu hỏi:838093
Phương pháp giải

a) Viết phương trình phản ứng chảy của H2 và C8H18.

b) Biến thiên enthalpy của phản ứng theo năng lượng liên kết.

$\Delta_{r}H_{298}^{o} = {\sum{E_{b}(cd)}} - {\sum{E_{b}(sp)}}$

Khối lượng riêng: $d = \dfrac{m}{V}$

c) Hoá học và vấn đề môi trường.

Giải chi tiết

a)

$2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}2{{H}_{2}}O$

$2{{C}_{8}}{{H}_{18}}+25{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}16C{{O}_{2}}+18{{H}_{2}}O$

b) Xét phản ứng:$2{{H}_{2}}+{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}2{{H}_{2}}O$

$\Delta_{r}H_{298}^{o}(1) = 2.E_{b}(H - H) + E_{b}(O = O) - 2.2.E_{b}(O - H) = - 486(kJ)$

⟹ Đốt cháy 1 lít khí hydrogen ở điều kiện chuẩn toả ra lượng nhiệt:

$Q(1) = \dfrac{1}{2}.486.\dfrac{1}{24,79} = 9,8(kJ)$

$d_{C_{8}H_{18}} = 0,703g/cm^{3} = 703g/l$

Xét phản ứng: $2{{C}_{8}}{{H}_{18}}+25{{O}_{2}}\xrightarrow{{}}16C{{O}_{2}}+18{{H}_{2}}O$

$\Delta_{r}H_{298}^{o}(2) = 2.7.E_{b}(C - C) + 2.18.E_{b}(C - H) + 25.E_{b}(O = O) - 16.2.E_{b}(C = O) - 18.2.E_{b}(O - H) = - 10096(kJ)$

⟹ Đốt cháy 1 lít xăng ở điều kiện chuẩn toả ra lượng nhiệt:

$Q(2) = \dfrac{1}{2}.10096.\dfrac{1.703}{144} = 24640(kJ)$

$k = \dfrac{Q(1)}{Q(2)} = \dfrac{9,8}{24640}.100\% \simeq 0,04\%$

c) Vì năng lượng cung cấp khi đốt cháy 1 lít khí hydrogen so với 1 lít xăng chiếm tỉ lệ khá nhỏ chỉ khoảng 0,04%. Nên cần nén áp suất cao hoặc hoá lỏng hydrogen để đảm bảo năng lượng cung cấp cho động cơ nhằm:

- Tăng số mol hydrogen trong cùng một thể tích, tăng mật độ năng lượng.

- Giảm kích thước bình chứa, phù hợp cho ô tô, tàu, thiết bị di động.

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.

Hỗ trợ - Hướng dẫn

  • 024.7300.7989
  • 1800.6947 free

(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com

Đăng ký nhận tư vấn