Khí hóa lỏng (LPG) – khí gas hay còn gọi là khí dầu mỏ hóa lỏng – có thành phần chính là propane và butane được đóng trong bình “Gas” để sử dụng làm nhiên liệu. Ở điều kiện thường, propane và butane là các chất khí không màu, không mùi. Tuy nhiên, để dễ vận chuyển, người ta nén thành dạng lỏng.
a) Tại sao trong các bình gas hiện nay đang được các nhà sản xuất cung cấp cho người tiêu dùng lại có mùi? Em phải làm gì khi phát hiện khí gas bị rò rỉ?
b) Hiện nay, trên thị trường Việt Nam có nhiều loại khí gas do thành phân propane, butane khác nhau. Một loại khí gas có tỉ lệ về số mol propane : butane bằng 2 : 3 (thành phần các chất khác không đáng kể). Khi sử dụng làm nhiên liệu thì toàn bộ khí gas sẽ cháy hoàn toàn theo phương trình nhiệt hóa học của phản ứng như sau:
C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) = -2220 kJ
C4H10(g) + 13O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(g) = -2874 kJ
Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một bình gas 12,0 kilogam ở điều kiện chuẩn. Nếu một hộ gia đình cần 6000 kJ nhiệt mỗi ngày thì sau bao nhiêu ngày sẽ sử dụng hết một bình gas trên với hiệu suất hấp thụ nhiệt 60%?
c) Tính thể tích khí gas ở điều kiện chuẩn cần dùng để làm nóng 2,0 lít nước từ 25°C tới 100°C. Biết để làm nóng 1,0 mol nước thêm 1,0°C cần một nhiệt lượng là 75,4J; hiệu suất hấp thụ nhiệt 70%.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Butane và propane đều không mùi nhưng khí trong bình “Gas” lại có mùi do người ta thường cho thêm vào gas một chất tạo mùi (ví dụ CH3SH) nhằm mục đích phát hiện khí gas bị rò rỉ.
Khi phát hiện khí “Gas” bị rò rỉ, để không xảy ra cháy nổ cần khóa bình gas, mở các cửa cho khí trong phòng thông thoáng và không bật tắt bất kỳ thiết bị điện nào.
(b) Bình gas chứa C3H8 (2x mol) và C4H10 (3x mol)
—> 44.2x + 58.3x = 12000 —> x = 45,8015
Q = 2220.2x + 2874.3x = 598259 kJ
Thời gian sử dụng = 598259.60%/6000 ≈ 60 ngày
(c)
nH2O = 2000.1/18 = 111,111 mol
Để đun sôi 2L nước cần C3H8 (2y mol) và C4H10 (3y mol), bảo toàn năng lượng:
70%(2220.2y + 2874.3x).10³ = 111,111.75,4.(100 – 25)
—> x = 0,06872
V gas = 24,79.5x = 8,52L