Для решения этой задачи нужно учитывать, что природный газ состоит преимущественно из метана (CH₄) и небольших примесей других углеводородов.
Сначала вычислим мольную долю метана в природном газе Массовая доля метана в природном газе равна 0,96
Молярная масса метана (CH₄) = 12,01 + 41,008 = 16,05 г/мол Массовая доля метана = мольная доля метана молярная масса метана / молярная масса природного газ 0,96 = x 16,05 / ((12,01 + 41,08) x + y mолярная маса углеводорода)
где x - мольная доля метана, y - мольная доля углеводорода, mолярная масса углеводород 16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y mолярная масса углеводорода) = 0,9 16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y mолярная масса углеводорода) = 0,9 16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y 16,05) = 0,9 16,05/(( 16,05) x + y 16,05) = 0,9 1/(( 1) x + y) = 0,96
1/(x+y) = 0,9 1/0,96 = x + 1,042 = x + y
Таким образом, мольная доля метана в природном газе составляет 1,042.
Теперь возможно рассчитать объем ацетилена и водорода, образующихся при пиролизе данного газа Пиролиз природного газа:
CH₄ → 2H₂ + C
Невозможно точно определить, сколько теплоты нужно для разложения метана на водород и углерод. Поэтому предположим что энергия разложения метана – 745kj/моль.
1 моль метана содержит 1 моль углерода. Следовательно 16 частиц водорода может образоваться на 1 частице углерода Используя данную информацию, можем определить количество полученных водорода и углерода если взять 1024 (кубических) природного газа.
1024 л природного газа * 1,042 = 1066,048 моль
1066,048 моль метана может разлагаться по реакции на 1066,048 моль водорода и 1066,048 моль углерода.
Теперь подсчитаем объема водорода и ацетилена, с учетом их на 1 моль Из уравнения реакции видно, что на 1 моль метана образуется 2 моля водорода и 1 моль углерода Следовательно, из 1066,048 моль метана образуется:
2128 куб. метров водорода и 1066 куб. метров углерода.
Таким образом, из 1024 кубических метров природного газа можно получить 2128 куб. метров водорода и 1066 куб. метров углерода.
Для решения этой задачи нужно учитывать, что природный газ состоит преимущественно из метана (CH₄) и небольших примесей других углеводородов.
Сначала вычислим мольную долю метана в природном газеМассовая доля метана в природном газе равна 0,96
Молярная масса метана (CH₄) = 12,01 + 41,008 = 16,05 г/мол
Массовая доля метана = мольная доля метана молярная масса метана / молярная масса природного газ
0,96 = x 16,05 / ((12,01 + 41,08) x + y mолярная маса углеводорода)
где x - мольная доля метана, y - мольная доля углеводорода, mолярная масса углеводород
16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y mолярная масса углеводорода) = 0,9
16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y mолярная масса углеводорода) = 0,9
16,05/(( 12,01 + 41,08) x + y 16,05) = 0,9
16,05/(( 16,05) x + y 16,05) = 0,9
1/(( 1) x + y) = 0,96
1/(x+y) = 0,9
1/0,96 = x +
1,042 = x + y
Таким образом, мольная доля метана в природном газе составляет 1,042.
Теперь возможно рассчитать объем ацетилена и водорода, образующихся при пиролизе данного газаПиролиз природного газа:
CH₄ → 2H₂ + C
Невозможно точно определить, сколько теплоты нужно для разложения метана на водород и углерод. Поэтому предположим что энергия разложения метана – 745kj/моль.
1 моль метана содержит 1 моль углерода. Следовательно 16 частиц водорода может образоваться на 1 частице углерода
Используя данную информацию, можем определить количество полученных водорода и углерода если взять 1024 (кубических) природного газа.
1024 л природного газа * 1,042 = 1066,048 моль
1066,048 моль метана может разлагаться по реакции на 1066,048 моль водорода и 1066,048 моль углерода.
Теперь подсчитаем объема водорода и ацетилена, с учетом их на 1 моль
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль метана образуется 2 моля водорода и 1 моль углерода
Следовательно, из 1066,048 моль метана образуется:
2128 куб. метров водорода и 1066 куб. метров углерода.
Таким образом, из 1024 кубических метров природного газа можно получить 2128 куб. метров водорода и 1066 куб. метров углерода.