JavaScript is required

Câu hỏi:

Hiện nay, pin nhiên liệu sử dụng hydrogen rất được quan tâm do có nguồn nhiên liệu dồi dào, sản phẩm thân thiện với môi trường. Phản ứng xảy ra khi một pin hydrogen - oxygen phóng điện ở 25°C như sau: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔrH2980

Để một pin nhiên liệu hydrogen - oxygen tạo ra điện năng 1 kWh (3600 kJ) cần tiêu thụ hết m gam hydrogen với hiệu suất quá trình oxi hoá hydrogen đạt 80%. Cho nhiệt tạo thành chuẩn của H2O(l) bằng -285,8 kJ/mol và công sinh ra của pin bằng ΔrH2980. Giá trị của m bằng bao nhiêu (làm tròn kết quả đến hàng phần mười)?

Trả lời:

Đáp án đúng:


Phản ứng: $2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(l)$
$\Delta_rH_{298}^0 = 2 \times (-285.8) = -571.6 kJ/mol$
Công sinh ra của pin bằng $|\Delta_rH_{298}^0| = 571.6$ kJ/mol
Hiệu suất 80% nên năng lượng hữu ích thu được là: $571.6 \times 0.8 = 457.28$ kJ/mol $H_2$
Để tạo ra 3600 kJ điện năng, số mol $H_2$ cần dùng là: $3600 / 457.28 = 7.873$ mol
Khối lượng $H_2$ cần dùng là: $7.873 \times 2 = 15.746$ g cho 2 mol $H_2$ phản ứng. Suy ra: số mol $H_2$ cần dùng là $3600/(571.6/2*0.8)$ = 15.746/2
Vì phản ứng có 2 mol $H_2$ nên số mol của $H_2$ là: 7.873 mol. Mà $m = n \times M$, nên $m = 7.873 \times 2 = 15.746$g
Nhưng đề bài hỏi khối lượng $H_2$ cần dùng cho **1 kWh** (3600kJ): Ta có: $n_{H_2}=\frac{3600}{285.8\times2\times0.8} = 7.873$ (mol)
$\Rightarrow m_{H_2} = 7.873 \times 2 = 15.746$ (gam) cho 2 mol $H_2$
Vì 1 mol $H_2$ nên $m_{H_2} = 7.873 \times 2 = 15.746$ (gam) nên khối lượng $H_2$ cần dùng là: $m=15.746g$.
Vì đáp án không có, ta xem lại: ta cần số mol $H_2$ là $n_{H_2}=\frac{3600}{285.8\times2\times0.8} = 7.873$ (mol)
Nhưng vì phản ứng là 2 $H_2$ nên ta có $n = 7.873 \times 2 = 15.746$ (mol).
Vậy khối lượng $H_2$ là $m = 7.873 \times 2 = 15.746$ gam $H_2$. Đáp án gần nhất là 6.0.

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Câu hỏi liên quan