Một động cơ X sử dụng nhiên liệu xăng có 4 xilanh (xilanh có dạng như Hình 3, các xilanh đều có dung tích bằng nhau). Nhiên liệu xăng (giả sử thành phần chỉ là isooctane có công thức C8H18) cùng với không khí (chứa 21,0% thể tích O2 và 79,0% thể tích N2) được đưa vào 4 xilanh để đốt cháy. Ban đầu, mỗi xilanh đốt cháy hết hỗn hợp gồm 0,399 gam nhiên liệu xăng và 0,325 mol không khí. Biết rằng, nhiên liệu không phản ứng với N2, chỉ phản ứng với O2 sinh ra sản phẩm là hỗn hợp gồm CO, CO2 và hơi H2O.
Sau khi nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, hỗn hợp khí thoát ra hết khỏi xilanh gọi là khí thải. Biết rằng 10% lượng nhiên liệu khi bị đốt cháy chuyển thành CO, còn lại chuyển thành CO2.
a) Tính số mol của mỗi chất có trong khí thải thoát ra khỏi một xilanh.
b) Dựa theo dữ liệu đề bài, tính lượng nhiệt tỏa ra môi trường của động cơ X. Biết rằng, mỗi xilanh khi đốt cháy hoàn toàn 1,000 mol nhiên liệu xăng sẽ giải phóng ra lượng nhiệt là 4924,656 kJ, trong đó 40% lượng nhiệt này dùng sinh công để động cơ X hoạt động, lượng nhiệt còn lại tỏa ra môi trường.
Câu trả lời tốt nhất
a.
C8H18 + 8,5O2 —> 8CO + 9H2O (1)
C8H18 + 12,5O2 —> 8CO2 + 9H2O (2)
nC8H18 = 0,0035
—> nC8H18 ở (1) = 0,0035.10% = 0,00035
và nC8H18 ở (2) = 0,0035.90% = 0,00315
Khí thải của 1 xilanh gồm:
nCO = 0,00035.8 = 0,0028 mol
nCO2 = 0,00315.8 = 0,0252 mol
nH2O = 0,0035.9 = 0,0315 mol
nO2 = 0,325.21% – 0,00035.8,5 – 0,00315.12,5 = 0,0259 mol
nN2 = 0,325.79% = 0,25675 mol
b.
Nhiệt tỏa ra = 4.0,0035.4924,656.(100% – 40%) = 41,367 kJ