Giải Câu 3 trang 35 SGK Hoá học 12

Lời giải

Phân tích. Quá trình sản xuất ethanol từ cellulose gồm hai giai đoạn:

- Thuỷ phân cellulose thành glucose:
$$(C_6H_{10}O_5)_n + nH_2O \xrightarrow{\text{xúc tác}} nC_6H_{12}O_6$$
- Lên men glucose thành ethanol:
$$C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{\text{men}} 2C_2H_5OH + 2CO_2$$

Khối lượng cellulose có trong 1 tấn mùn cưa.
$$m_{cellulose} = 1000 \times 45\% = 450 \text{ (kg)}$$

Quan hệ khối lượng theo một mắt xích cellulose. Xét 1 mắt xích $C_6H_{10}O_5$ ($M = 162$). Gộp hai phương trình, mỗi mắt xích cellulose cho ra 2 phân tử ethanol $C_2H_5OH$ ($M = 46$):
$$C_6H_{10}O_5 \longrightarrow C_6H_{12}O_6 \longrightarrow 2C_2H_5OH$$
$$162 \text{ g} \longrightarrow 2 \times 46 = 92 \text{ g}$$

Khối lượng ethanol theo lí thuyết (hiệu suất 100%).
$$m_{ethanol}^{lt} = 450 \times \dfrac{92}{162} = 255{,}56 \text{ (kg)}$$

Khối lượng ethanol thực tế (hiệu suất cả quá trình 70%).
$$m_{ethanol} = 255{,}56 \times 70\% \approx 178{,}9 \text{ (kg)}$$

Kết luận. Từ 1 tấn mùn cưa chứa 45% cellulose, với hiệu suất 70% thu được khoảng $178{,}9$ kg ethanol.

*Kiểm tra lại:* $450 \times \dfrac{92}{162} \times 0{,}70 = 450 \times 0{,}5679 \times 0{,}70 \approx 178{,}9$ kg — phù hợp.

Đáp số