Enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất ở 298K, kí

Câu hỏi số 961270:

Vận dụng

Enthalpy tạo thành chuẩn (hay nhiệt tạo thành chuẩn) của một chất ở 298K, kí hiệu là $\Delta_{f}H_{298}^{o}$, là nhiệt lượng kèm theo phản ứng tạo thành 1 mol chất đó từ các đơn chất ở dạng bền nhất và phổ biến nhất của các nguyên tố có mặt trong chất, ở 1 bar và 298K.

Cho nhiệt tạo thành chuẩn của các chất như sau:

(g): trạng thái khí

Biết rằng biến thiên enthalpy chuẩn ở 298K của một phản ứng hoá học (kí hiệu là $\Delta_{r}H_{298}^{o}$) được tính bằng tổng nhiệt lượng tạo thành chuẩn $\Delta_{f}H_{298}^{o}$ của các chất sản phẩm trừ đi tổng nhiệt tạo thành chuẩn $\Delta_{f}H_{298}^{o}$ của các chất tham gia phản ứng (chú ý: có nhân hệ số của các chất trong phương trình hoá học). Khi phản ứng toả nhiệt thì $\Delta_{r}H_{298}^{o}$ < 0; khi phản ứng thu nhiệt thì $\Delta_{r}H_{298}^{o}$ > 0. Giả sử khí biogas gồm CH₄ và các khí khác không cháy, còn khí gas dân dụng gồm C₃H₈ và C₄H₁₀ với tỉ lệ mol 1 : 1.

a) Giải thích tại sao C₃H₈ và C₄H₁₀ không có mùi nhưng khí gas dân dụng lại có mùi đặc trưng?

b) Để tạo thành cùng một nhiệt lượng Q, có thể đốt khí gas dân dụng hoặc khí biogas. Bằng tính toán hãy cho biết trong trường hợp đốt khí gas nào tạo ra nhiều khí CO₂ hơn?

c) Giả sử một bình gas dân dụng chứa 12kg khí gas. Một hộ gia đinh cần sử dụng 10 000 kJ mỗi ngày bằng việc đốt cháy khí gas và hiệu suất sử dụng nhiệt từ phản ứng đốt cháy là 65%. Hỏi hộ gia đình có thể sử dụng bình gas trên được bao nhiêu ngày?

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:961270

Phương pháp giải

a) Khứu giác nhạy với các khí có mùi khó chịu hơn.

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

CH₄ + 2O₂ ⟶ CO₂ + 2H₂O

C₃H₈ + 5O₂ ⟶ 3CO₂ + 4H₂O

C₄H₁₀ + 6,5O₂ ⟶ 4CO₂ + 5H₂O

Xác định nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy 1 mol khí gas và 1 mol khí CH₄.

So sánh số mol khí CO₂ tạo thành

c) 12kg gas ⟹ số mol gas

⟹ Thời gian sử dụng

Giải chi tiết

a) Thực tế khí gas có mùi là do nhà sản xuất pha trộn thêm chất tạo mùi đặc trưng để giúp phát hiện khí gas khi có sự cố rò rỉ.

b) CH₄ + 2O₂ ⟶ CO₂ + 2H₂O

$\Delta_{r}H_{1} = - 393,5 + 2.( - 241,822) - ( - 74,87) = - 802,27(kJ)$

C₃H₈ + 5O₂ ⟶ 3CO₂ + 4H₂O

$\Delta_{r}H_{2} = 3.( - 393,5) + 4.( - 241,82) - ( - 105) = - 2042,78(kJ)$

C₄H₁₀ + 6,5O₂ ⟶ 4CO₂ + 5H₂O

$\Delta_{r}H_{3} = 4.( - 393,5) + 5.( - 241,82) - ( - 126,15) = - 2656,95(kJ)$

Đốt cháy 1 mol khí gas thông thường toả ra: 0,5.2042,78 + 0,5.2656,95 = 2349,865 kJ và tạo thành 0,5.3 + 0,5.4 = 3,5 mol CO₂

Đốt cháy 1 mol khí CH₄ toả ra 802,27 kJ

⟹ Để tạo ra năng lượng như đốt 1 mol khí gas cần: $\dfrac{2349,865}{802,27} = 2,929(mol)$ CH₄

⟹ Tạo ra 1.2,929 = 2,929 mol khí CO₂

Vậy đốt khí gas tạo nhiều CO₂ hơn.

c) Mol khí gas = $\dfrac{12.10^{3}}{0,5.44 + 0,5.58} = \dfrac{4000}{17}(mol)$

Số ngày sử dụng = $\dfrac{\dfrac{4000}{17}.2349,865.65\%}{10000} = 35,939$ ngày (≈ 36 ngày)

PH/HS 2K10 THAM GIA NHÓM ĐỂ CẬP NHẬT ĐIỂM THI, ĐIỂM CHUẨN MIỄN PHÍ!

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> Học trực tuyến lớp 9 và Lộ trình UP10 trên Tuyensinh247.com Đầy đủ khoá học các bộ sách: Kết nối tri thức với cuộc sống; Chân trời sáng tạo; Cánh diều. Lộ trình học tập 3 giai đoạn: Học nền tảng lớp 9, Ôn thi vào lớp 10, Luyện Đề. Bứt phá điểm lớp 9, thi vào lớp 10 kết quả cao. Hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả. PH/HS tham khảo chi tiết khoá học tại: Link