Водород, необходимый для промышленного синтеза аммиака,можно получить, пропуская пары воды над нагретым коксом, а азот-из воздуха. Рассчитайте массу кокса с массовой углерода 84,8% и объём воздуха, которые необходимы для синтеза аммиака массой 100 кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для синтеза аммиака по уравнению реакции ( N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 ) необходимо 1 моль N2 и 3 моля H2, то есть в молярных количествах соответственно 28 г N2 и 6 г H2.

Масса 100 кг аммиака содержит 100/17=5,88 моль NH3, что требует 5,8828=164,6 г N2 и 5,886=35,3 г H2.

Массовая доля N2 в воздухе составляет 78%, а массовая доля H2 в воде равна 11%, поэтому объем воздуха, необходимый для образования 164,6 г N2 и 35,3 г H2 (или 1 моль N2 и 3 моль H2), равен:

[
V = \dfrac{164,6}{0,7828} + \dfrac{35,3}{0,112} = 6,26 + 14,4 = 20.66 л
]

Масса кокса, необходимого для образования 1 моль углерода, что требуется для образования 35,3 г H2, равна:

[
m_{C} = \dfrac{84,8}{100} * 12 = 10,176 г
]

Следовательно, масса кокса, необходимая для образования 35,3 г H2, равна 10,176/12*35,3 = 29,7 г.

Итак, для синтеза 100 кг аммиака необходимо 20,66 л воздуха и 29,7 г кокса.