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

Question

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) $C H_{4} (g) + H_{2} O (g) x t C O (g) + 3 H_{2} (g)$
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) $C H_{4} (g) + 2 O_{2} (g) \to C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$
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 $H_{2} (g)$ 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 $(Δ_{f} H_{298}^{\circ})$ của các chất ở điều kiện chuẩn được cho trong bảng sau:
Chất $C H_{4} (g)$ $C O_{2} (g)$ $C O (g)$ $H_{2} O (g)$
$Δ_{f} H_{298}^{\circ}$ (kJ mol $^{- 1}$ ) −74,6 −393,5 −110,5 −241,8

Đề Thi Chuẩn · Accepted Answer

Đáp án đúng: B (1,03). Lời giải chi tiết: (AI giải đề cho tôi) Tính enthalpy chuẩn của hai phản ứng từ nhiệt tạo thành: Số mol H 2 cần sản xuất: n H 2 = 0 , 30 10 6 2 = 150\,000 mol. Theo phản ứng (1), mỗi mol CH 4 tạo 3 mol H 2: Nhiệt cần cho phản ứng (1): Q = 50\,000 205 , 9 = 1 , 0295 10 7 kJ. Mỗi mol CH 4 đốt cháy cung cấp thực tế 0 , 9 802 , 5 = 722 , 25 kJ, nên: Tổng: m = 0 , 80 + 0 , 23 1 , 03 tấn, khớp đáp án B.

Đề Ôn Thi Tốt Nghiệp THPT Hóa 2025 - Đề 7

Các câu hỏi khác trong đề (28 câu)

Chất	$C H_{4} (g)$	$C O_{2} (g)$	$C O (g)$	$H_{2} O (g)$
$Δ_{f} H_{298}^{\circ}$ (kJ mol $^{- 1}$ )	−74,6	−393,5	−110,5	−241,8