Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam nhiên liệu
Ôn thi THPT Quốc gia môn Hóa học
Câu hỏi trong đề thi THPT Quốc gia 2025 kiểm tra kiến thức về nhiệt hóa học, yêu cầu thí sinh tính nhiệt tỏa ra trên 1 gam nhiên liệu và so sánh mức độ giàu năng lượng giữa ethanol và hỗn hợp khí đốt G (gồm propane và butane). Bài toán vận dụng công thức nhiệt tạo thành chuẩn để xác định hệ số so sánh 
\(k=\frac{Q_{G} }{Q_{E}}\), qua đó đánh giá hiệu suất năng lượng của các nhiên liệu.
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 (\(Δ_{f} H_{298}^{0}\)) của các chất được cho trong bảng sau:
| Chất | C2H5OH (l) | C3H8(g) | CH3CH2CH2CH3(g) | CO2(g) | H2O(l) | O2(g) |
| \(Δ_{f} H_{298}^{0}\)(kJmol-1) |
-277,6 | -105,0 | -129,0 | -393,5 | -285,8 | 0 |
Đặt \(k=\frac{Q_{G} }{Q_{E}}\), giá trị của k bằng bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm).
Hướng dẫn trả lời
Phương trình đốt cháy
(1) C2H5OH (l) + 3O2 \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 2CO2 (g) + 3H2O(l)
\(Δ_{r} H_{298}^{0}(1) =2.(-393,5)+3.(-285,8)-(-277,6)=-1366,8kJ\)
\(\Rightarrow Q_{E} =\frac{1}{46} .1366,8=\frac{3417}{115} kJ/g\)
(2) C3H8 (g) +5O2 \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 3CO2 (g) + 4H2O (l)
\(Δ_{r} H_{298}^{0}(2) =3.(-393,5)+4.(-285,8)-(-105)=-2218,7kJ\)
(3) C4H10 (g) + 6,5O2 \(\overset{t^{o} }{\rightarrow}\) 4CO2 (g) + 5H2O (l)
\(Δ_{r} H_{298}^{0}(3) =4.(-393,5)+5.(-285,8)-(-129)=-2874kJ\)
\(G\left\{\begin{matrix} C_{3} H_{8}:x\: mol \\ C_{4} H_{10}:2x\: mol \end{matrix}\right. \Rightarrow m_{G} =44x+58.2x=1\Rightarrow x=6,25.10^{-3} mol\)
⇒ QG= 2218,7x+ 2874.2x = 7966,7.6,25.10-3 = 49,791875 kJ/g
\(⇒k=\frac{Q_{G} }{Q_{E} } =\frac{49,791875}{\frac{3417}{115} } =1,67576\approx 1,68\)
Chi tiết đáp án tham khảo THPT Quốc gia môn Hóa 2025: Đáp án đề thi tốt nghiệp THPT Quốc gia 2025 môn Hóa học
