Задача 9-5 (автор Каргов С. И.)

1. Уравнения сгорания упомянутых в задаче углеводородов и этанола:

1). CH₄ + 2 O₂ = CO₂ + 2 H₂O

2). C₃H₈ + 5 O₂ = 3 CO₂ + 4 H₂O

3). C₄H₁₀ + 6,5 O₂ = 4 CO₂ + 5 H₂O

4). C₈H₁₈ + 12,5 O₂ = 8 CO₂ + 9 H₂O

5). C₂H₅OH + 3 O₂ = 2 CO₂ + 3 H₂O

2. Значения стандартных тепловых эффектов для этих реакций при 298 К в расчёте на 1 моль и на 1 г моль топлива, а также на 1 моль образующегося CO₂ приведены в таблице.

Из данных таблицы следует, что по количеству выделяющейся теплоты на единицу массы наиболее эффективным топливом из указанных углеводородов является метан, наименее эффективным – октан.

3. Из данных таблицы следует, что с точки зрения эмиссии CO₂ наименее вреден метан, наиболее вреден – октан.

4. Из данных таблицы следует, что по количеству теплоты, выделяющейся на единицу массы, октан эффективнее этанола в 47,99 / 29,71 = 1,62 раза.

Как видно из данных таблицы, по количеству теплоты, выделяющейся на моль CO₂, октан и этанол практически не отличаются друг от друга. Тем не менее, использование в качестве топлива этанола по сравнению с октаном имеет следующие преимущества.

Во-первых, этанол относится к возобновляемым источникам энергии, поскольку его можно получать из возобновляемого растительного сырья. Полученный таким способом этанол называют биоэтанолом.

Во-вторых, этанол относится к так называемым «углерод-нейтральным» источникам энергии, поскольку при его сгорании выделяется столько же углекислого газа, сколько расходуется при его получении из растительного сырья.

Система оценивания

1. За каждое правильное уравнение 1 балл всего 4 балла

2. За каждый правильный тепловой эффект по 1,5 балла всего 6 баллов

3. За каждый правильный тепловой эффект по 1,5 балла всего 6 баллов

4. За правильный расчёт 2 балла, за указание преимуществ 2 балла всего 4 балла.

Итого 20 баллов