Đề bài
Một loại khí thiên nhiên có thành phần phần trăm về thể tích các khí như sau: 85% metan; 10,0% etan; 2,0% nitơ và 3,0% cacbon đioxit.
a] Tính thể tích khí [đo ở điều kiện tiêu chuẩn] cần để đun nóng 100,0 lít nước từ 20,0oC lên 100oC, biết nhiệt lượng tỏa ra khi đốt 1 mol metan, 1 mol etan lần lượt bằng: 880,0 kJ; 1560,0 kJ và để nâng 1 ml nước lên 10cần 4,18 J.
b] Nếu chuyển được toàn bộ hiđrocacbon trong 1,000.103m3khí trên [đktc] thành axetilen, sau đó thành vinyl clorua với hiệu suất toàn bộ quá trình bằng 65,0% thì sẽ thu được bao nhiêu kilogram vinyl clorua?
Video hướng dẫn giải
Phương pháp giải - Xem chi tiết
a] Nhiệt lượng cần để để đun nóng 100 lít nước từ 20oC lên 100oC
[4,18x[100 20].105= 334.105[J] = 334.102KJ.
Gọi số mol khí thiên nhiên là x mol.
Vậy: số mol CH4là 0,85x mol; số mol C2H6là 0,1x mol.
Do đó: 0,85x mol CH4tỏa ra nhiệt lượng là: 880 x 0,85x = 748 [kJ].
0,1x mol C2H6tỏa ra nhiệt lượng là 1560 x 0,10x = 156x [kJ].
Ta có: 748x + 156x = 334x102=> x = ? mol.
b] Viết PTHH xảy ra, tính toán theo PTHH
\[\% H = \frac{{Luong\,thuc\,te}}{{Luong\,li\,thuyet}}.100\% \]
Lời giải chi tiết
a] Nhiệt lượng cần để để đun nóng 100 lít nước từ 20oC lên 100oC
[4,18x[100 20].105 = 334.105 [J] = 334.102 KJ.
Gọi số mol khí thiên nhiên là x mol.
Vậy: số mol CH4 là 0,85x mol; số mol C2H6 là 0,1x mol.
Do đó: 0,85x mol CH4 tỏa ra nhiệt lượng là: 880 x 0,85x = 748x [kJ].
0,1x mol C2H6 tỏa ra nhiệt lượng là 1560 x 0,10x = 156x [kJ].
Ta có: 748x + 156x = 334x102 => x = 36,9 mol.
Vậy, thể tích khí thiên nhiên cần dùng để đun nóng 100 lít nước từ 20oC lên 100oC là 22,4x = 827 lít.
b] 827 lít khí thiên nhiên có 0,85x mol CH4 và 0,1x mol C2H6
106 lít khí thiên nhiên có a mol CH4 và b mol C2H6.
a =\[\dfrac{10^{6}x0,85x36,9}{827}\] = 3,79x104 [mol]CH4
b = \[\dfrac{10^{6}x0,1x36,991}{827}\]= 4,46.103 [mol] C2H6.
2C2H4 C2H2 C2H3Cl
2 mol 1mol
3,79.104 mol 1,9.104 mol
C2H6 C2H2 C2H3Cl
1 mol 1 mol
4,46.103 mol 4,46.103 mol
Số mol C2H3Clthực tế thu được:
[1,9.104 + 4,46.103]x0,65 =1,52.104 [mol]
Khối lượng C2H3Cl thực tế thu được:
1,52.104 x 62,5 = 95.104 [g] = 950 kg.