Trong một nhà máy sản xuất ammonia theo quy trình Haber, giai đoạn sản xuất

Câu hỏi số 730836:

Vận dụng

Trong một nhà máy sản xuất ammonia theo quy trình Haber, giai đoạn sản xuất khí hydrogen bằng phản ứng của methane và nước được thực hiện theo phương trình hóa học (1) như sau:

(1) CH₄(g) + H₂O(g) ⟶ CO(g) + 3H₂(g)

Phản ứng (1) là phản ứng thu nhiệt mạnh. Lượng nhiệt này được cung cấp từ quá trình đốt cháy hoàn toàn khí methane theo phương trình hóa học (2):

(2) CH₄(g) +2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

Xét các phản ứng ở điều kiện chuẩn và hiệu suất chuyển hóa của methane là 100%. Tính khối lượng khí methane (theo tấn, làm tròn đến hàng phần trăm) cần thiết để sản xuất 0,30 tấn H₂(g) trong giai đoạn trên. Biết 90% lượng nhiệt tỏa ra từ phản ứng (2) được cung cấp cho phản ứng (1) và các giá trị nhiệt tạo thành (\({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)) của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:730836

Phương pháp giải

Dựa vào năng lượng của phản ứng hóa học.

Giải chi tiết

\({\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(1) = \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(CO, g) - \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(H₂O, g) - \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(CH₄, g) = 205,9 (kJ)

\({\Delta _{\rm{r}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(2) = \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(CO₂, g) + 2\({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(H₂O, g) - \({\Delta _{\rm{f}}}{\rm{H}}_{{\rm{298}}}^{\rm{0}}\)(CH₄, g) = -802,5 (kJ)

Lượng nhiệt thu vào của phản ứng (1) khi điều chế 0,3 tấn hyderogen = \(\dfrac{{0,3.205,9}}{{2.3}} = 10,3\) (10⁶ kJ)

⟹ Lượng nhiệt toả ra của phản ứng (2) = 10,3/0,9 = 11,4 ((10⁶ kJ)

⟹ Số mol khí methane PT (2) = 11,4.10⁶/802,5 = 14,2.10³(mol)

Khối lượng khí methane ở PT(1) + (2) = (14,2.10³+ 0,15.10⁶/3).16 = 1,03 (tấn)

Đáp án cần điền là: 1,03

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.