Câu 1. Trong công nghiệp, methanol (CH3OH, nhiệt độ sôi 65 0C) được tổng hợp từ CO và H2 theo sơ đồ sau:
Cho các phát biểu sau:
a. Phản ứng xảy khi đun nóng hỗn hợp A là : CH4 + H2OCO2 + H2
b. Chất ngưng tụ thoát ra ở (4) là H2O và CH4 lỏng.
c. Cho quá trình tổng hợp methanol là quá trình tỏa nhiệt, để tăng hiệu suất tổng hợp methanol thì cần tăng nhiệt độ và giảm áp suất của hệ.
d. Nếu cho tốc độ lưu chuyển của CH4 là 86 L/s và H2O là 150 L/s thì tốc độ lưu chuyển của H2O dư ở 4 là 56 L/s.
Hướng dẫn giải
|
Nội dung
|
Đúng
|
Sai
|
|
a. Phản ứng xảy khi đun nóng hỗn hợp A là : CH4 + H2OCO2 + H2
|
|
S
|
|
b. Chất ngưng tụ thoát ra ở (4) là H2O và CH4 lỏng.
|
|
S
|
|
c. Cho quá trình tổng hợp methanol là quá trình tỏa nhiệt, để tăng hiệu suất tổng hợp methanol thì cần tăng nhiệt độ và giảm áp suất của hệ.
|
|
S
|
|
d. Nếu cho tốc độ lưu chuyển của CH4 là 86 L/s và H2O là 150 L/s thì tốc độ lưu chuyển của H2O dư ở 4 là 64 L/s.
|
Đ
|
|
a. Sai
vì phản ứng xảy ra trong A là CH4 + H2OCO + H2
b. Sai
vì chất ngưng tụ thoát ra ở (4) chỉ có H2O dư.
c. Sai
vì để tăng hiệu suất tổng hợp methanol thì cần giảm nhiệt độ (vì phản ứng tổng hợp là tỏa nhiệt).
d. Đúng
vì thể tích tỷ lệ với số mol nên ta có:
Nên tốc độ lưu chuyển H2O dư là
Câu 2. Acetylene thường được dùng làm nhiên liệu, ví dụ đèn xì oxygen - acetylene dùng để hàn cắt kim loại. Khí methane là thành phần chính của khí thiên nhiên cũng được sử dụng làm nhiên liệu. Methane và acetylene cháy theo phương trình hóa học sau:
CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) (1)
2C2H2 (g) + 5O2 (g) 4CO2 (g) + 2H2O (g) (2)
Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của một số chất như sau:
|
Chất
|
CH4 (g)
|
C2H2 (g)
|
CO2 (g)
|
H2O (g)
|
|
(kJ/mol)
|
- 74,6
|
227,4
|
- 393,5
|
- 241,8
|
Cho các phát biểu sau:
a. Biến thiên enthalpy chuẩn của phương trình (2) là - 2512,4 kJ.
b. Biến thiên enthalpy chuẩn của phương trình (1) là - 802,5 kJ.
c. Nếu xét cùng số mol thì lượng nhiệt tỏa ra từ C2H2 gấp CH4 xấp xỉ 3,1 lần (cho phép làm tròn đến hàng phần mười).
d. Theo giá quốc tế thì 1 bình methane 40 L dạng lỏng có giá 1035000 VNĐ và 1 bình acetylene 40 L dạng lỏng có giá 1334000 VNĐ, tính về mặt kinh tế thì việc sử dụng khí methane làm khí đốt sẽ có ưu thế hơn. Cho khối lượng riêng của methane và acetylene lần lượt là 0,657 kg/m3 và 1,1 kg/m3.
Hướng dẫn giải
|
Nội dung
|
Đúng
|
Sai
|
|
a. Biến thiên enthalpy chuẩn của phương trình (2) là - 2512,4 kJ.
|
Đ
|
|
|
b. Biến thiên enthalpy chuẩn của phương trình (1) là - 802,5 kJ.
|
Đ
|
|
|
c. Nếu xét cùng số mol thì lượng nhiệt tỏa ra từ C2H2 gấp CH4 xấp xỉ 3,1 lần (cho phép làm tròn đến hàng phần mười).
|
|
S
|
|
d. Theo giá quốc tế thì 1 bình methane 40 L dạng lỏng có giá 1035000 VNĐ và 1 bình acetylene 40 L dạng lỏng có giá 1334000 VNĐ, tính về mặt kinh tế thì việc sử dụng khí methane làm khí đốt sẽ có ưu thế hơn. Cho khối lượng riêng của methane và acetylene lần lượt là 0,657 kg/m3 và 1,1 kg/m3.
|
|
S
|
a. Đúng
vì theo giá trị đề cho thì
b. Đúng
vì theo giá trị đề cho thì
c. Sai
vì theo lời giải a, b thì :
1 mol CH4 sẽ tỏa ra 802,5 kJ
1 mol C2H2 sẽ tỏa ra
Vậy lượng nhiệt tỏa ra từ acetylene sẽ gấp lần
d. Sai
vì theo dữ kiện thì 1 gam CH4 cháy sẽ tỏa ra
Còn 1 gam acetylene cháy sẽ tỏa ra
Như vậy 1 bình methane lỏng cháy sẽ tỏa ra lượng nhiệt :
1 bình acetylene lỏng cháy sẽ tỏa ra lượng nhiệt :
Để tạo ra lượng nhiệt bằng 1 bình acetylene thì sẽ cần dùng số bình methane là bình.
Tính về mặt kinh tế thì : : dùng C2H2 sẽ có lợi về mặt kinh tế hơn.
*Lưu ý:
Tính về mặt lí thuyết đúng là dùng acetylene sẽ có lợi về mặt nhiệt giải phóng cũng như giá trị kinh tế. Tuy nhiên do acetylene tỏa ra lượng nhiệt lớn khi cháy do đó khó kiểm soát và gây nguy cơ cháy nổ nếu dùng làm khí đốt. Do vậy thực tế vẫn sử dụng methane làm khí đốt.
