Sản phẩm của quá trình nung vôi có nhiều ứng dụng trong thực tế, CaO sinh ra được sử dụng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá chất, được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, khử độc môi trường. Còn CO được dùng sản xuất CO lỏng phục vụ cho nhu cầu công nghiệp và dân sinh. Quá trình nung vôi xảy ra theo phương trình hóa học (1) như sau:
CaCO(s) → CaO(s) + CO(g) (1)
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên hóa lỏng (chứa 96% methane, 4% ethane về thể tích) theo phương trình hóa học (2) và (3):
CH(g) + 2O(g) → CO(g) + 2HO(g) (2)
CH(g) + 3,5O(g) → 2CO(g) + 3HO(g) (3)
Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của CaCO là 100%. Khối lượng khí thiên nhiên hóa lỏng là m tấn cần thiết để sản xuất 280 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 95% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành của các chất, năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
Chất CaCO(s) CaO(s) CO(g) (kJ/mol) -1207,6 -634,9 -393,5
Năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn:
Liên kết C–H C–C O=O C=O (CO) O–H Eb (kJ/mol) 414 347 498 799 464
Giá trị của m (theo tấn) là bao nhiêu (làm tròn đến hàng phần mười)?
Sản phẩm của quá trình nung vôi có nhiều ứng dụng trong thực tế, CaO sinh ra được sử dụng trong công nghiệp luyện kim và làm nguyên liệu cho công nghiệp hoá chất, được dùng để khử chua đất trồng trọt, xử lí nước thải công nghiệp, khử độc môi trường. Còn CO được dùng sản xuất CO lỏng phục vụ cho nhu cầu công nghiệp và dân sinh. Quá trình nung vôi xảy ra theo phương trình hóa học (1) như sau:
CaCO(s) → CaO(s) + CO(g) (1)
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên hóa lỏng (chứa 96% methane, 4% ethane về thể tích) theo phương trình hóa học (2) và (3):
CH(g) + 2O(g) → CO(g) + 2HO(g) (2)
CH(g) + 3,5O(g) → 2CO(g) + 3HO(g) (3)
Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của CaCO là 100%. Khối lượng khí thiên nhiên hóa lỏng là m tấn cần thiết để sản xuất 280 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 95% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành của các chất, năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
Năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn:
Giá trị của m (theo tấn) là bao nhiêu (làm tròn đến hàng phần mười)?
CaCO(s) → CaO(s) + CO(g) (1)
Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí thiên nhiên hóa lỏng (chứa 96% methane, 4% ethane về thể tích) theo phương trình hóa học (2) và (3):
CH(g) + 2O(g) → CO(g) + 2HO(g) (2)
CH(g) + 3,5O(g) → 2CO(g) + 3HO(g) (3)
Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của CaCO là 100%. Khối lượng khí thiên nhiên hóa lỏng là m tấn cần thiết để sản xuất 280 tấn CaO(s) trong giai đoạn trên. Biết 95% tổng lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2), (3) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành của các chất, năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
| Chất | CaCO(s) | CaO(s) | CO(g) |
| (kJ/mol) | -1207,6 | -634,9 | -393,5 |
Năng lượng liên kết trung bình của một số liên kết hóa học ở điều kiện chuẩn:
| Liên kết | C–H | C–C | O=O | C=O (CO) | O–H |
| Eb (kJ/mol) | 414 | 347 | 498 | 799 | 464 |
Giá trị của m (theo tấn) là bao nhiêu (làm tròn đến hàng phần mười)?
Đáp án chính thức: 18,9
Hướng dẫn giải chi tiết
(1) = -634,9 – 393,5 – (-1207,6) = 179,2 kJ
(2) = 414.4 + 498.2 – (799.2 + 464.4) = -802 kJ
(3) = 414.6 + 347.1 + 498.3,5 – (799.4 + 464.6) = -1406 kJ
nCH = 0,96x; nCH = 0,04x, bảo toàn năng lượng:
95%(802.0,96x + 1406.0,04x) = 179,2.280/56
→ x = 1,14162
→ m = 16.0,96x + 30.0,04x = 18,9 tấn
(2) = 414.4 + 498.2 – (799.2 + 464.4) = -802 kJ
(3) = 414.6 + 347.1 + 498.3,5 – (799.4 + 464.6) = -1406 kJ
nCH = 0,96x; nCH = 0,04x, bảo toàn năng lượng:
95%(802.0,96x + 1406.0,04x) = 179,2.280/56
→ x = 1,14162
→ m = 16.0,96x + 30.0,04x = 18,9 tấn