Câu 8* trang 48 SGK Hóa học 11 Nâng cao


Người ta có thể sản xuất amoniac để điều chế ure bằng cách chuyển hóa có xúc tác một hỗn hợp không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên).

Đề bài

Người ta có thể sản xuất amoniac để điều chế ure bằng cách chuyển hóa có xúc tác một hỗn hợp không khí, hơi nước và khí metan (thành phần chính của khí thiên nhiên).

Phản ứng điều chế \({H_2}\) và \(C{O_2}\) : \(C{H_4} + 2{H_2}O \to C{O_2} + 4{H_2}\)   (1)

Phản ứng thu \({N_2}\) (từ không khí) và \(C{O_2}\): \(C{H_4} + 2{O_2} \to C{O_2} + 2{H_2}O\)    (2)

Phản ứng tổng hợp \(N{H_3}\) : 

Để sản xuất khí amoniac, nếu lấy 841,7 \({m^3}\)không khí (chứa 21,03% \({O_2}\), 78,02 \({N_2}\), còn lại là khí hiếm), thì cần phải lấy bao nhiêu \({m^3}\) khí metan và bao nhiêu \({m^3}\) hơi nước để có đủ lượng \({N_2}\) và \({H_2}\) theo tỉ lệ 1:3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp amoniac. Giả  thiết các phản ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn thành và các thể tích khi được đo ở cùng điều kiện.

Lời giải chi tiết

Thể tích khí \({O_2}\) và khí \({N_2}\) trong 841,7 \({m^3}\) không khí:

\({V_{{O_2}}} = \frac{{841,7.21,03}}{{100}} = 177,01({m^3});\)

\({V_{{N_2}}} = \frac{{841,7.78,02}}{{100}} = 656,69({m^3})\)

\({V_{{H_2}}}\)cần = \(3.{V_{{N_2}}} = 3.656,69 = 1970,08({m^3})\) 

Từ phương trình (1): \(C{H_4} + 2{H_2}O \to C{O_2} + 4{H_2}\)

                                    \(1{m^3} \to 2{m^3} \to 1{m^3} \to 4{m^3}\)

                                     ? \( \leftarrow \) ? \( \leftarrow \)           1970,08 \({m^3}\)

\({V_{C{H_4}}} = \frac{{1970,08}}{4} = 492,52({m^3})\)

                                        \({V_{{H_2}O}} = 2.492,52 = 985,04({m^3})\)

Từ phương trình (2): \(C{H_4} + 2{O_2} \to C{O_2} + 2{H_2}O\)

                                   \(1{m^3} \to 2{m^3}\)

                                     ? \( \leftarrow \)177,01 \({m^3}\)      \( \to \) 177,01 \({m^3}\)

\({V_{C{H_4}}} = \frac{{177,01}}{2} = 88,5({m^3})\)

Vậy thể tích \(C{H_4}\) và \({H_2}\) tổng cộng cần:

\({V_{C{H_4}}} = 492,52 + 88m5 = 581,02({m^3});\)

\({V_{{H_2}O}} = 985,04 - 177,01 = 808,03({m^3})\)

 

Loigiaihay.com


Bình chọn:
3.7 trên 3 phiếu

Các bài liên quan: - Bài 11: Amoniac và muối Amoni

>>Học trực tuyến Lớp 11 trên Tuyensinh247.com, mọi lúc, mọi nơi tất cả các môn. Các thầy cô giỏi nổi tiếng, dạy hay dễ hiểu


Gửi bài