LPG (Liquefied Petroleum Gas) là nhiên liệu hóa lỏng dùng phổ biến trong gia đình, có thành phần giả sử gồm 40% C3H8 và 60% C4H10 theo thể tích. Biogas là khí sinh học thu được từ quá trình phân hủy kỵ khí các chất hữu cơ, có thành phần giả sử gồm 70% CH4 và 30% CO2 theo thể tích. Cho năng lượng liên kết trung bình:
| Liên kết | C-H | C-C | O=O | C=O | O-H |
| Eb (kJ/mol) | 413 | 348 | 498 | 805 | 464 |
Nếu biogas và LPG được đốt cháy hoàn toàn để cung cấp cùng một lượng năng lượng, biogas gây phát thải nhiều CO2 hơn LPG là a%. Giá trị của a là bao nhiêu? (không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả tính cuối cùng đến hàng phần trăm).
(1) CH4(g) + 2O2(g) —> CO2(g) + 2H2O(g)
(2) C3H8(g) + 5O2(g) —> 3CO2(g) + 4H2O(g)
(3) C4H10(g) + 6,5O2(g) —> 4CO2(g) + 5H2O(g)
ΔrH°298(1) = 4Eb(C-H) + 2Eb(O=O) – [2Eb(C=O) + 4Eb(O-H)] = -818 kJ
ΔrH°298(2) = 2Eb(C-C) + 8Eb(C-H) + 5Eb(O=O) – [6Eb(C=O) + 8Eb(O-H)] = -2052 kJ
ΔrH°298(3) = 3Eb(C-C) + 10Eb(C-H) + 6,5Eb(O=O) – [8Eb(C=O) + 10Eb(O-H)] = -2669 kJ
Xét cùng 1 lượng năng lượng là 1000 kJ:
+ Nếu dùng biogas: nCH4 = 1000/818 = 1,2225 mol
—> nCO2 = nCO2(1) + nCO2(sẵn có) = 1,2225 + 1,2225.30%/70% = 1,7464 mol
+ Nếu dùng LPG: nC3H8 = 2x; nC4H10 = 3x
—> 2052.2x + 2669.3x = 1000 —> x = 0,08257 mol
—> nCO2 = 3.2x + 4.3x = 1,4863 mol
—> a = (1,7464 – 1,4863)/1,4863 = 17,50%