Sơ đồ phản ứng (cần cân bằng): Aˊnh saˊngAˊnh saˊng CO2+H2O→Chaˆˊt diệp lục(C6H10O5)�+O2CO2​+H2​OChaˆˊt diệp lục​(C6​H10​O5​)n​+O2​

Bước 1: Cân bằng phương trình phản ứng quang hợp. Phương trình quang hợp tổng quát (tính theo đơn vị �n mắt xích tinh bột): 6�CO2+5�H2O→AS, Diệp lục(C6H10O5)�+6�O26nCO2​+5nH2​OAS, Diệp lục​(C6​H10​O5​)n​+6nO2​

Bước 2: Quy đổi khối lượng nước tiêu thụ sang gam và tính số mol nước.

Khối lượng nước tiêu thụ (�H2OmH2​O​): 5 taˆˊn=5000 kg=5.000.000 gam5 taˆˊn=5000 kg=5.000.000 gam.
Khối lượng mol của H2OH2​O: �H2O=2×1+16=18 g/molMH2​O​=2×1+16=18 g/mol.
Số mol nước tiêu thụ (�H2OnH2​O​):�H2O=�H2O�H2O=5.000.000 g18 g/mol≈277.777,78 molnH2​O​=MH2​O​mH2​O​​=18 g/mol5.000.000 g​≈277.777,78 mol
Bước 3: Tính khối lượng tinh bột thu được theo lý thuyết (Hiệu suất 100%100%).

Theo phương trình cân bằng, tỉ lệ mol giữa H2OH2​O và (C6H10O5)�(C6​H10​O5​)n​ là 5�:15n:1.

Số mol tinh bột lý thuyết (�tinh bột, lyˊ thuyeˆˊtntinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​): �(C6H10O5)�,lyˊ thuyeˆˊt=�H2O×15�=277.777,78 mol5�n(C6​H10​O5​)n​,lyˊ​ thuyeˆˊt​=nH2​O​×5n1​=5n277.777,78 mol​ Lưu ý: Vì đề bài không cho �n (độ trùng hợp của tinh bột), ta sẽ tính khối lượng tinh bột theo khối lượng của một mắt xích C6H10O5C6​H10​O5​ và biểu diễn kết quả theo �n.
Khối lượng mol của một mắt xích tinh bột (C6H10O5C6​H10​O5​): �ma˘ˊt xıˊch=6×12+10×1+5×16=72+10+80=162 g/molMma˘ˊt xıˊch​=6×12+10×1+5×16=72+10+80=162 g/mol
Khối lượng tinh bột lý thuyết (�tinh bột, lyˊ thuyeˆˊtmtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​): �tinh bột, lyˊ thuyeˆˊt=�(C6H10O5)�,lyˊ thuyeˆˊt×(�×�ma˘ˊt xıˊch)mtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​=n(C6​H10​O5​)n​,lyˊ​ thuyeˆˊt​×(n×Mma˘ˊt xıˊch​) �tinh bột, lyˊ thuyeˆˊt=(�H2O5�)×(�×162)mtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​=(5nnH2​O​​)×(n×162) �tinh bột, lyˊ thuyeˆˊt=�H2O×1625mtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​=5nH2​O​×162​ �tinh bột, lyˊ thuyeˆˊt=277.777,78 mol×162 g/mol5≈9.000.000 gammtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​=5277.777,78 mol×162 g/mol​≈9.000.000 gam �tinh bột, lyˊ thuyeˆˊt=9.000 kg=9 taˆˊnmtinh bột, lyˊ​ thuyeˆˊt​=9.000 kg=9 taˆˊn
Bước 4: Tính khối lượng tinh bột thu được theo hiệu suất thực tế (�=80%H=80%). �thực teˆˊ=�lyˊ thuyeˆˊt×�mthực teˆˊ​=mlyˊ​ thuyeˆˊt​×H �tinh bột, thực teˆˊ=9 taˆˊn×80%=9×0,8=7,2 taˆˊnmtinh bột, thực teˆˊ​=9 taˆˊn×80%=9×0,8=7,2 taˆˊn

Bước 5: Tính thể tích khí O2O2​ giải phóng theo lý thuyết (Hiệu suất 100%100%).

Theo phương trình cân bằng, tỉ lệ mol giữa H2OH2​O và O2O2​ là 5�:6�5n:6n, hay 5:65:6.

Số mol O2O2​ lý thuyết (�O2,lyˊ thuyeˆˊtnO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​): �O2,lyˊ thuyeˆˊt=�H2O×6�5�=�H2O×65nO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​=nH2​O​×5n6n​=nH2​O​×56​ �O2,lyˊ thuyeˆˊt=277.777,78 mol×1,2≈333.333,33 molnO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​=277.777,78 mol×1,2≈333.333,33 mol
Thể tích O2O2​ lý thuyết (�O2,lyˊ thuyeˆˊtVO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​) ở điều kiện chuẩn (đkcđkc): �O2,lyˊ thuyeˆˊt=�O2,lyˊ thuyeˆˊt×22,4 lıˊt/molVO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​=nO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​×22,4 lıˊt/mol �O2,lyˊ thuyeˆˊt=333.333,33 mol×22,4 lıˊt/mol≈7.466.666,67 lıˊtVO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​=333.333,33 mol×22,4 lıˊt/mol≈7.466.666,67 lıˊt
Bước 6: Tính thể tích khí O2O2​ giải phóng theo hiệu suất thực tế (�=80%H=80%). Vì lượng H2OH2​O tiêu thụ là 55 tấn (giả định là lượng giới hạn hoặc đã cho trước), thể tích O2O2​ giải phóng cũng tuân theo hiệu suất này. �O2,thực teˆˊ=�O2,lyˊ thuyeˆˊt×�VO2​,thực teˆˊ​=VO2​,lyˊ​ thuyeˆˊt​×H �O2,thực teˆˊ=7.466.666,67 lıˊt×0,8≈5.973.333,33 lıˊtVO2​,thực teˆˊ​=7.466.666,67 lıˊt×0,8≈5.973.333,33 lıˊt

Đổi sang đơn vị m3m3 (vì số quá lớn): 1 m3=1000 lıˊt1 m3=1000 lıˊt. �O2,thực teˆˊ≈5973,33 m3VO2​,thực teˆˊ​≈5973,33 m3

Kết quả:

Khối lượng tinh bột thu được (thực tế): 7,2 taˆˊn7,2 taˆˊn (hoặc 7200 kg7200 kg).
Thể tích khí O2O2​ giải phóng (thực tế) ở điều kiện chuẩn: 5.973.333,33 lıˊt5.973.333,33 lıˊt (hoặc xấp xỉ 5973,33 m35973,33 m3).