Chọn giá trị đúng. Tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong không khí (20% O2 và 80% N2 theo thể tích). Lượng oxy vừa đủ cho phản ứng: CO(k) + ½ O2(k) = CO2(k) ; \(\Delta H_{298}^0 = -283kJ\). Nhiệt độ ban đầu là 25°C. Nhiệt dung mol của các chất (J/molK) Cp(CO2,k) = 30 và Cp(N2,k) = 27,2.
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Để tính nhiệt độ của ngọn lửa CO cháy trong không khí, ta cần sử dụng phương pháp cân bằng entanpi. Phản ứng tỏa nhiệt, nhiệt lượng tỏa ra sẽ làm tăng nhiệt độ của sản phẩm.
1. **Tính lượng nhiệt tỏa ra:**
- Theo đề bài, \(\Delta H_{298}^0 = -283kJ\) cho phản ứng đốt cháy 1 mol CO.
2. **Xác định số mol các chất sản phẩm:**
- Phản ứng: CO(k) + 1/2 O2(k) → CO2(k)
- Với 1 mol CO, cần 0.5 mol O2. Vì không khí có 20% O2, để có 0.5 mol O2 cần 0.5 / 0.2 = 2.5 mol không khí.
- Trong 2.5 mol không khí có 2.5 * 0.8 = 2 mol N2.
- Sản phẩm: 1 mol CO2 và 2 mol N2.
3. **Tính nhiệt lượng hấp thụ bởi sản phẩm:**
- Nhiệt lượng hấp thụ bởi CO2: q1 = n * Cp * \(\Delta T\) = 1 * 30 * (T - 298)
- Nhiệt lượng hấp thụ bởi N2: q2 = n * Cp * \(\Delta T\) = 2 * 27.2 * (T - 298)
4. **Cân bằng entanpi:**
- Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng hấp thụ
- 283000 = 30 * (T - 298) + 2 * 27.2 * (T - 298)
- 283000 = 30T - 8940 + 54.4T - 16217.6
- 283000 = 84.4T - 25157.6
- 84.4T = 308157.6
- T = 308157.6 / 84.4 ≈ 3651 K
Vậy, nhiệt độ của ngọn lửa CO là khoảng 3651 K.
Sưu tầm và chia sẻ hơn 850 câu trắc nghiệm môn Hóa học đại cương (kèm đáp án) dành cho các bạn sinh viên, sẽ giúp bạn hệ thống kiến thức chuẩn bị cho kì thi sắp diễn ra. Mời các bạn tham khảo!
50 câu hỏi 60 phút