Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Trong phản ứng hóa học, đại lượng enthalpy ( ) đặc trưng cho nhiệt tỏa ra hay thu vào của phản ứng với quy ước:

Trong phản ứng hóa học, đại lượng enthalpy ( ) đặc trưng cho nhiệt tỏa ra hay thu vào của phản ứng với quy ước: : phản ứng tỏa nhiệt, : phản ứng thu nhiệt. Hầu hết các phản ứng cháy nhiên liệu đều tỏa nhiệt rất mạnh. Metan và cacbon cháy theo các phương trình sau:

CH4(k)  + 2O2(k) → CO2(k)  + 2H2O(l)            ΔH0c=−890(kJ/mol)ΔHc0=−890(kJ/mol)

C(r) + O2(k) → CO2(k)                                      ΔH0c=−394(kJ/mol)ΔHc0=−394(kJ/mol)

(a) Một bếp ăn sử dụng một bể chứa 10m3 khí thiên nhiên (đktc) (metan chiếm 95%, còn lại là các khí không cháy) làm nhiên liệu nấu ăn thì có thể dùng trong thời gian bao lâu, biết trung bình mỗi ngày bếp ăn tiêu thụ 100 kJ nhiệt lượng?
(b) Khí cacbonic sinh ra từ các quá trình cháy là một trong những nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính. Hiện nay, nồng độ CO2 trong khí quyển là 0,035% so với cách đây 300 năm là 0,028%. Nếu nồng độ CO2 tăng 25% thì góp phần tăng nhiệt độ toàn cầu 0,5oC. Do đó, các biện pháp làm giảm thiểu sự phát thải CO2 là vấn đề lớn của toàn thế giới.
Tính tỉ lệ giảm phát thải khí CO2 (tính cho 1 kJ) khi đốt cháy than và metan. Từ đó, đề xuất một dạng nhiên liệu được sử dụng để giảm thiểu phát thải CO2­.

1 trả lời
Hỏi chi tiết
44
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
Để giải quyết bài toán này, chúng ta sẽ tiến hành từng phần một.

### (a) Tính thời gian sử dụng bếp ăn với metan

1. **Tính khối lượng metan có trong bể:**
- Áp suất khí tiêu chuẩn là 1 atm (101,3 kPa) và nhiệt độ tiêu chuẩn là 0°C (273 K).
- Sử dụng phương trình lý tưởng của khí:

\[
PV = nRT
\]

- Trong đó:
- \(P = 101,3 \, \text{kPa} = 101300 \, \text{Pa}\)
- \(V = 10 \, \text{m}^3 = 10000 \, \text{L}\)
- \(R = 8,314 \, \text{J/(mol·K)}\)
- \(T = 273 \, \text{K}\)

- Giải phương trình để tìm số mol metan (\(n\)):

\[
n = \frac{PV}{RT} = \frac{101300 \times 10}{8,314 \times 273} \approx 446.4 \, \text{mol}
\]

2. **Tính năng lượng từ việc đốt cháy metan:**
- Do metan chiếm 95% trong khí thiên nhiên, khối lượng metan sẽ là:

\[
n_{CH_4} = 0,95 \times 446.4 \approx 424.1 \, \text{mol}
\]

- Năng lượng tỏa ra khi đốt cháy metan là:

\[
Q = n_{CH_4} \times \Delta H_c^0 = 424.1 \, \text{mol} \times (-890 \, \text{kJ/mol}) \approx -376000 \, \text{kJ}
\]

- Năng lượng tỏa ra là \(376000 \, \text{kJ}\).

3. **Tính thời gian sử dụng với mức tiêu thụ hàng ngày:**
- Bếp ăn tiêu thụ \(100 \, \text{kJ/ngày}\).

- Thời gian sử dụng:

\[
\text{Thời gian} = \frac{376000 \, \text{kJ}}{100 \, \text{kJ/ngày}} = 3760 \, \text{ngày}
\]

### (b) Tính tỉ lệ giảm phát thải CO2

1. **Tính lượng CO2 phát thải từ đốt cháy than và metan:**

- Phản ứng cháy của metan:

\[
CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O
\]

- Phát thải CO2 tương ứng với 1 mol metan:

\[
n_{CO_2}^{(CH_4)} = 1 \, \text{mol}
\]

- Phản ứng cháy của than:

\[
C + O_2 \rightarrow CO_2
\]

- Phát thải CO2 tương ứng với 1 mol cacbon:

\[
n_{CO_2}^{(C)} = 1 \, \text{mol}
\]

2. **Tính tỉ lệ phát thải CO2 cho 1 kJ:**

- Năng lượng tỏa ra từ 1 mol metan và than lần lượt là \(890 \, \text{kJ} \, \text{(metan)}\) và \(394 \, \text{kJ} \, \text{(than)}\).

- Lượng CO2 phát thải cho 1 kJ từ metan:

\[
\frac{1 \, \text{mol CO2}}{890 \, \text{kJ}} = \frac{1}{890} \, \text{mol/kJ}
\]

- Lượng CO2 phát thải cho 1 kJ từ than:

\[
\frac{1 \, \text{mol CO2}}{394 \, \text{kJ}} = \frac{1}{394} \, \text{mol/kJ}
\]

3. **Tính tỉ lệ**:

- Tỉ lệ phát thải CO2 từ metan so với than:

\[
\text{Tỉ lệ giữa than và metan} = \frac{1/394}{1/890} \approx 2.26
\]

### Kết luận
- Metan phát thải ít CO2 hơn so với than khi đốt cháy.
- Để giảm thiểu phát thải CO2, sử dụng metan thay vì than sẽ là một sự lựa chọn tốt hơn.

Một lựa chọn nhiên liệu khác để giảm thiểu phát thải CO2 có thể là năng lượng tái tạo như năng lượng gió, mặt trời hoặc biofuel.
3
0
Nguyên
28/09 22:04:22
+5đ tặng

Mở khóa để xem toàn bộ nội dung trả lời

(?)
Bạn đã đạt đến giới hạn của mình. Bằng cách Đăng ký tài khoản, bạn có thể xem toàn bộ nội dung trả lời
Cải thiện điểm số của bạn bằng cách đăng ký tài khoản Lazi.
Xem toàn bộ các câu trả lời, chat trực tiếp 1:1 với đội ngũ Gia sư Lazi bằng cách Đăng nhập tài khoản ngay bây giờ
Tôi đã có tài khoản? Đăng nhập

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm
Bài tập liên quan
Bài tập Hóa học Lớp 9 mới nhất
Trắc nghiệm Hóa học Lớp 9 mới nhất

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Gia sư Lazi Gia sư