Pin nhiên liệu sử dụng ethanol được đặc biệt quan tâm do có nguồn nhiên liệu sinh học dồi dào. Phản ứng xảy ra khi một pin ethanol – oxygen phóng điện ở 25°C trong dung dịch chất điện li là potassium hydroxide như sau: C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)
Câu 1. Một pin ethanol – oxygen được dùng để thắp sáng 5 bóng đèn LED, mỗi bóng có công suất 3 W (3 J/s) liên tục trong t giờ, tiêu thụ hết 230 gam ethanol với hiệu suất quá trình oxi hoá ethanol ở anode là 60%. Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
Chất………………. C2H5OH(l)… O2(g)… CO2(g)… H2O(l)
(kJ/mol)… −277,6………. 0…… −393,5…. −285,8
Giá trị của t bằng bao nhiêu? (kết quả làm tròn đến hàng đơn vị).
Câu 2. Một pin ethanol – oxygen được dùng để thắp sáng 5 bóng đèn LED, mỗi bóng có công suất 3 W (3 J/s) liên tục trong 72 giờ, tiêu thụ hết m gam ethanol. Biết rằng 60% lượng nhiệt sinh ra từ phản ứng (ở điều kiện chuẩn) được chuyển hoá thành điện năng. Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của các chất:
Chất………………. C2H5OH(l)… O2(g)… CO2(g)… H2O(l)
(kJ/mol)… −277,6………. 0…… −393,5…. −285,8
Giá trị của m bằng bao nhiêu? (Không làm tròn các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
Câu trả lời tốt nhất
Câu 1.
= −393,5.2 −285,8.3 – (-277,6) = -1366,8 kJ
Năng lượng hữu ích từ 230 gam C2H5OH:
60%.1366,8.230/46 = 4100,4 kJ
Công suất 5 bóng đèn = 5.3 = 15 J/s
Thời gian thắp sáng = 4100,4.1000/15 = 273360s = 76h
Câu 2.
Năng lượng cần cung cấp cho bóng đèn = 5.3.72.3600 = 3888000 J = 3888 kJ
= −393,5.2 −285,8.3 – (-277,6) = -1366,8 kJ
mC2H5OH = 46.3888/(1366,8.60%) = 218 gam
