Объем метана и кислорода для получения 100 л водорода
Вычислите объем метана и объем кислорода, которые потребуются для получения 100 л водорода по методу конверсии метана. Рассчитайте объем оксида углерода (II), который при этом образуется.
Дано
`V(H_2) = 100 text{ л}`
Найти
`V(CH_4) = text{ ?}`
`V(O_2) = text{ ?}`
`V(CO) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`2CH_4 + O_2 = 2CO + 4H_2`
Найдём количество вещества водорода:
`n(H_2) = (V(H_2))/V_m = 100/22.4 = 4.464 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества метана в 2 раза меньше количества водорода:
`n(CH_4) = (n(H_2))/2 = 4.464/2 = 2.232 text{ моль}`
Найдём объём метана при н.у.:
`V(CH_4) = n(CH_4)*V_m = 2.232*22.4 = 50 text{ л}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества кислорода в 4 раза меньше количества водорода:
`n(O_2) = (n(H_2))/4 = 4.464/4 = 1.116 text{ моль}`
Найдём объём кислорода при н.у.:
`V(O_2) = n(O_2)*V_m = 1.116*22.4 = 25 text{ л}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества оксида углерода(II) равно количеству метана:
`n(CO) = n(CH_4) = 2.232 text{ моль}`
Найдём объём оксида углерода(II) при н.у.:
`V(CO) = n(CO)*V_m = 2.232*22.4 = 50 text{ л}`
Ответ
`V(CH_4) = 50 text{ л}`
`V(O_2) = 25 text{ л}`
`V(CO) = 50 text{ л}`