Какой объем (дм³) природного газа, содержащего 80% метана по объёму, потребуется для получения водорода

MoO3 +3 H2=Mo + 3H2O Оксида молибдена взято 14,4*1000/144=100 моль, т.е. водорода надо взять 300 моль, метана - 150 моль. Но это все при 100 % выходе. При 80% =150/0,8=187,5 моль метана или 187,5*22,4=4200 л. Природного газа = 4200/0,8=5250 л

n (MoO3) = 14400 / 144 = 100 (моль)
MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O (при нагревании)
n (H2) = 3n (MoO3) = 300 моль
V (H2) = 300 * 22,4 = 6720 (л)
n (CH4) =1/2n (H2); V теор. (CH4) = 1/2V (H2) = 6720 / 2 = 3360 (л)
V практ. (CH4) = 3360 / 0,8 = 4200 (л)
V прир. газа = 4200 / 0,8 = 5250 (л)

Дано:
η(CH₄) = 80%
m(MoO₃) = 14,4 кг = 14400 гр
η(газа) = 80%
--------------------------------------------
Найти:
V(природного газа) - ?

Решение:
1) Для начала мы напишем уравнение реакций горения метана, чтобы получить водород и еще один при его взаимодействий с оксидом молибдена (VI):
1') CH₄ (t°C) → C + 2H₂↑
2') MoO₃ + 3H₂ → Mo + 3H₂O

2) Далее находим количества вещества оксидом молибдена (VI), а потом у водорода по 2') уравнению реакции, и затем у метана по 1') уравнении реакции:
M(MoO₃) = 96 + 16×3 = 96 + 48 = 144 гр/моль
n(MoO₃) = m(MoO₃)/M(MoO₃) = 14400 гр / 144 гр/моль = 100 моль ⇒ n(H₂) = 3n(MoO₃) = 3 × 100 моль = 300 моль - по 2') уравнению реакции
n(CH₄) = 1/2 × n(H₂) = 1/2 × 300 моль = 150 моль - по 1') уравнению реакции

3) Теперь находим теоретические объем метана:
Vm = 22,4 л/моль
V(теор. CH₄) = n(CH₄) × Vm = 150 моль × 22,4 л/моль = 3360 л

4) Дальше находим практический объем метана:
η(CH₄) = V(прак. CH₄)/V(теор. CH₄) × 100% , следовательно:
V(прак. CH₄) = (η(CH₄) × V(теор. CH₄))/100% = (80% × 3360 л)/100% = 3360 л × 0,8 = 2688 л

5) Теперь находим объем природного газа:
V(природного газа) = (V(практ. CH₄) × 100%) / η(газа) = (2688 л × 100%) / 80% = 2688 л × 1,25 = 3360 л = 3360 дм³

Ответ: V(природного газа) = 3360 дм³

Решено от : DK954