Question

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

Phản ứng điều chế H₂ và CO₂: CH₄+2H₂O → CO₂+4H₂ (1)

Phản ứng thu N₂ (từ không khí) và CO₂: CH₄+2O₃→CO₂+2H₂O (2)

Phản ứng tổng hợp NH₃: N₂+3H₂ ⇔ 2NH₃ (3)

Để sản xuất khí aminiac, nếu lấy 841,7m³ không khí (chứa 21,03% O₂, 78,02% N₂, còn lại là khí hiếm), thì cần phải lấy bao nhiêu m³ khí metan và bao nhiêu m³ hơi nước để đủ năng lượng N₂ và H₂ theo tỉ lệ 1: 3 về thể tích dùng cho phản ứng tổng hợp ammoniac. Giả thiết các phản ứng (1) và (2) đều xảy ra hoàn toàn và thể tích khí thu được đo ở điều kiện tiêu chuẩn

Accepted Answer

Thể t&iacute;ch kh&iacute; O2 v&agrave; N2 trong 841,7 m3 kh&ocirc;ng kh&iacute;: VO2 = [841,7 . 21,03] : 100 = 177,01 m3 VH2 = [841,7 . 78,02] : 100 = 656,69 m3 Từ pt (3) ta c&oacute;: VH2 = 3.VN2 = 3.656,69 = 1970,08 m3 Từ pt (1) ta c&oacute;: VCH4 = 1/4 . VH2 = 1979,08/4 = 492,52 m3 VH2O = 1/2 . VH2 = 1979,08/2 = 985,04 m3 Từ pt (2): VCH4 = 1/2 . VO2 = 177,01/2 = 88,5 m3 VH2O tạo th&agrave;nh = VO2 = 177,01 m3 &rArr; Tổng VCH4 cần d&ugrave;ng l&agrave;: 492,52 + 88,5 = 581,02 m3 &rArr; Tổng VH2O cần d&ugrave;ng l&agrave;: 985,04 &ndash; 177,01 = 808,039 m3