Cho các phản ứng đốt cháy butane sau:
\({C_4}{H_{10}}(g) + {O_2}(g) \to C{O_2}(g) + {H_2}O(g)\)
Biết năng lượng liên kết trong các hợp chất cho trong bảng sau:
Liên kết | C-C | C-H | O=O | C=O | O-H |
Phân tử | C4H10 | C4H10 | O2 | CO2 | H2O |
Eb (kJ/mol) | 346 | 418 | 495 | 799 | 467 |
Một bình gas chứa 10 kg butane có thể đun sôi bao nhiêu ấm nước? Giả thiết mỗi ấm nước chứa 2 lít nước ở 25oC, nhiệt dung của nước là 4,2 J/g.K, có 30% nhiệt đốt cháy butane bị thất thoát ra ngoài môi trường
Trả lời bởi giáo viên
\({C_4}{H_{10}}(g) + \dfrac{{13}}{2}{O_2}(g) \to 4C{O_2}(g) + 5{H_2}O(g)\)
Biến thiên enthalpy của phản ứng:
\(\begin{array}{l}{\Delta _r}H_{298}^0 = 3.{E_{C - C}} + 10.{E_{C - H}} + 6,5.{E_{O = O}} - 4.2.{E_{C = O}} - 5.2.{E_{O - H}}\\ = 3.346 + 10.418 + 6,5.495 - 8.799 - 10.467 = - 2626,5kJ\end{array}\)
Nhiệt lượng cần dùng để đốt cháy 10 kg butane là \(Q = \dfrac{{{{10.10}^3}.2626,5}}{{58}} \simeq 452844,8kJ\)
=> Nhiệt cần đun 1 ấm nước là: 2.103.4,2.(100-25)=630000 J = 630 kJ
=> Số ấm nước cần tìm là \(\dfrac{{452844,8.30\% }}{{630}} \simeq 216\) ấm
Hướng dẫn giải:
Cân bằng phương trình, từ đó tính biến thiên enthalpy của phản ứng
Tính nhiệt lượng cần dùng để đốt cháy 10 kg butane
Tính nhiệt lượng cần đun 1 ấm nước
=> Số ấm nước