Các nhiên liệu hóa thạch thường chứa sulfur với hàm lượng khác nhau (0,05- 6,0% với dầu thô, 0,5 -3% với than và khoảng 10 ppm với khí thiên nhiên, về khối lượng). Dù đã trải qua quá trình loại bỏ sulfur khỏi các nhiên liệu hóa thạch nhưng vẫn sulfur còn lại (tối đa là 10 ppm sulfur trong xăng và dầu diesel theo tiêu chuẩn Châu Âu V) và gây ra nhiều vấn đề vì sản phẩm cháy của nó chứa SO₂, là chất làm ô nhiễm không khí chính. Người ta đã ước tính tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu hàng năm 4,8.10²² J, trong đó 30,6% đến từ các sản phẩm dầu. Lượng SO₂ sinh ra từ các sản phẩm dầu trong một năm là a triệu tấn. Giả sử rằng thành phần chính các sản phẩm dầu là Octane (C₈H₁₈) và hàm lượng sulfur là 8 ppm. Biết 90% năng lượng từ sự đốt cháy hoàn toàn octane đã được sử dụng và lượng sulfur trong dầu chuyển hết thành SO₂. Biết 1ppm = 10⁻⁶, một số giá trị năng lượng liên kết (E, tính theo kJ.mol⁻¹) dưới đây:
Liên kết C-H C-C C=O O=O H-O Eb (kJ/mol) 414 347 799 498 464
Xác định giá trị của a. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn tới hàng phần trăm)
Các nhiên liệu hóa thạch thường chứa sulfur với hàm lượng khác nhau (0,05- 6,0% với dầu thô, 0,5 -3% với than và khoảng 10 ppm với khí thiên nhiên, về khối lượng). Dù đã trải qua quá trình loại bỏ sulfur khỏi các nhiên liệu hóa thạch nhưng vẫn sulfur còn lại (tối đa là 10 ppm sulfur trong xăng và dầu diesel theo tiêu chuẩn Châu Âu V) và gây ra nhiều vấn đề vì sản phẩm cháy của nó chứa SO₂, là chất làm ô nhiễm không khí chính. Người ta đã ước tính tổng mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu hàng năm 4,8.10²² J, trong đó 30,6% đến từ các sản phẩm dầu. Lượng SO₂ sinh ra từ các sản phẩm dầu trong một năm là a triệu tấn. Giả sử rằng thành phần chính các sản phẩm dầu là Octane (C₈H₁₈) và hàm lượng sulfur là 8 ppm. Biết 90% năng lượng từ sự đốt cháy hoàn toàn octane đã được sử dụng và lượng sulfur trong dầu chuyển hết thành SO₂. Biết 1ppm = 10⁻⁶, một số giá trị năng lượng liên kết (E, tính theo kJ.mol⁻¹) dưới đây:
Xác định giá trị của a. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn tới hàng phần trăm)
| Liên kết | C-H | C-C | C=O | O=O | H-O |
| Eb (kJ/mol) | 414 | 347 | 799 | 498 | 464 |
Xác định giá trị của a. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn tới hàng phần trăm)
Đáp án chính thức: 5,92
Hướng dẫn giải chi tiết
Năng lượng do sản phẩm dầu cung cấp mỗi năm:
Vì chỉ năng lượng đốt cháy octan được sử dụng, nên tổng năng lượng cháy thực tế là:
Phản ứng cháy:
Tính theo năng lượng liên kết:
Liên kết bị phá vỡ: 7(C - C), 18(C - H), 12,5(O = O)
Liên kết hình thành: 16(C = O), 18(H - O)
Vậy 1 mol octan cháy tỏa khoảng .
Số mol octan đã đốt:
Khối lượng octan:
Hàm lượng S là theo khối lượng:
Số mol bằng số mol S, nên:
Đổi ra triệu tấn: triệu tấn.
Vì chỉ năng lượng đốt cháy octan được sử dụng, nên tổng năng lượng cháy thực tế là:
Phản ứng cháy:
Tính theo năng lượng liên kết:
Liên kết bị phá vỡ: 7(C - C), 18(C - H), 12,5(O = O)
Liên kết hình thành: 16(C = O), 18(H - O)
Vậy 1 mol octan cháy tỏa khoảng .
Số mol octan đã đốt:
Khối lượng octan:
Hàm lượng S là theo khối lượng:
Số mol bằng số mol S, nên:
Đổi ra triệu tấn: triệu tấn.