Ethanol được phối trộn vào xăng truyền thống theo tỉ lệ nhất định để tạo thành xăng sinh học. Một lít xăng sinh học E10 được tạo ra bằng cách trộn 100 mL ethanol với 900 mL xăng truyền thống

27/27

Thí sinh trình bày đầy đủ lời giải câu 5.

Câu 5. Ethanol được phối trộn vào xăng truyền thống theo tỉ lệ nhất định để tạo thành xăng sinh học. Một lít xăng sinh học E10 được tạo ra bằng cách trộn 100 mL ethanol với 900 mL xăng truyền thống (bỏ qua sự thay đổi thể tích khi trộn). Ethanol thường được sản xuất bằng phương pháp lên men các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hoặc đường. Tinh bột là một sản phẩm thu được trong quá trình quang hợp của cây xanh.

a) Viết phương trình hóa học mô tả quá trình quang hợp tạo thành tinh bột và các phương trình hóa học điều chế ethanol từ tinh bột.

b) Sử dụng giá trị năng lượng liên kết trung bình (E_lk) cho trong bảng bên, tính tỉ số giữa lượng nhiệt tỏa ra (ở điều kiện chuẩn) khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng E10 so với khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng truyền thống.

Liên kết	C-C	C-H	O=O	C-O	C=O	O-H
E_lk, KJ mol^-1	347	413	498	358	805	464

c) Lượng CO₂ sinh ra do đốt cháy ethanol trong xăng sinh học không bị tính vào tổng lượng phát thải carbon vì coi như được bù trừ bằng việc tái sử dụng CO₂ trong quá trình quang hợp. Vì vậy, sử dụng xăng sinh học là một biện pháp góp phần bảo vệ môi trường. Lượng phát thải carbon khi đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu được tính bằng lượng CO₂ sinh ra. Nếu coi lượng phát thải carbon khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng truyền thống là 100% thì lượng phát thải carbon khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng E10 là bao nhiêu phần trăm?

Cho biết: Khối lượng riêng của ethanol và xăng truyền thống lần lượt là 0,789 g cm^-3 và 0,703 g cm^-3. Trong các tỉnh toán trên, coi xăng truyền thống là hỗn hợp các đồng phân octane (C₈H₁₈).

Nhập câu trả lời ở đây

0/3000 ký tự

Giải thích

6n CO2+5n H2O→as,.....C6H10O5n+6n O2

C6H10O5n+n H2O→H+n C6H12O6 (xúc tác: H⁺ hoặc enzyme)

C6H12O6→enzyme2C2H5OH+2 CO2

- Ở điều kiện tiêu chuẩn, biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol C₈H₁₈ (xăng truyền thống):

\[{\Delta _r}H_{298}^0\left( 1 \right) = \]

\[7{E_{lk}}\left( {C - C} \right) + 18{E_{lk}}\left( {C - H} \right) + 12,5{E_{lk}}\left( {O = O} \right) - 16{E_{lk}}\left( {C = O} \right) - 18{E_{lk}}\left( {O - H} \right)\]

\[ = 7 \times 347 + 18 \times 413 + 12,5 \times 498 - 16 \times 805 - 18 \times 464 = - 5144kJmo{l^{ - 1}}\]

Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng truyền thống:

\[Q1 = n \times \left| {{\Delta _r}H_{298}^0\left( 1 \right)} \right| = \frac{{d \times V}}{M} \times \left| {{\Delta _r}H_{298}^0\left( 1 \right)} \right| = \frac{{0,703 \times 1000}}{{114}} \times 5144 = 31721,3kJ\]

- Ở điều kiện chuẩn, biến thiên enthalpy của phản ứng đốt cháy hoàn toàn 1 mol ethanol:

C2H5OH+3 O2→t°2 CO2+3 H2O 2

\[{\Delta _r}H_{298}^0\left( 2 \right) = \]\[{E_{lk}}\left( {C - C} \right) + 5{E_{lk}}\left( {C - H} \right) + {E_{lk}}\left( {C - O} \right) + {E_{lk}}\left( {O - H} \right) + 3{E_{lk}}\left( {O = O} \right)\]

\[ - 4{E_{lk}}\left( {C = O} \right) - 6{E_{lk}}\left( {O - H} \right)\]

\[ = 347 + 5 \times 413 + 358 + 464 + 3 \times 498 - 4 \times 805 - 6 \times 464 = - 1276kJmo{l^{ - 1}}\]

Lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng E10:

\[{Q_2} = \frac{{{d_{oc\tan e}} \times {V_{oc\tan e}}}}{{{M_{oc\tan e}}}} \times \left| {{\Delta _r}H_{298}^0\left( l \right)} \right| + \frac{{{d_{oc\tan e}} \times {V_{oc\tan e}}}}{{{M_{oc\tan e}}}} \times \left| {{\Delta _r}H_{298}^0\left( 2 \right)} \right|\]

\[ = \frac{{0,703 \times 900}}{{114}} \times 5144 + \frac{{0,789 \times 100}}{{46}} \times 1276 = 30737,8kJ\]

Tính được \[Q2/Q1 \approx 0,97\]Vì lượng CO₂ sinh ra khi đốt cháy ethanol không tính vào lượng phát thải carbon của xăng E10, nên lượng phát thải carbon khi đốt 1,0 lít xăng E10 là lượng CO₂ sinh ra khi đốt 900 mL octane → Lượng phát thải carbon khi đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng E10 bằng 90% so với đốt cháy hoàn toàn 1 lít xăng truyền thống (octane).