Trong quy trình Ostwald để sản xuất nitric acid, khí ammonia được oxy hóa để tạo ra khí NO theo phản ứng (1):
Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng tỏa ra một phần được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao cho giai đoạn tiếp theo của quá trình sản xuất. Tuy nhiên để khởi mào cho phản ứng này, nhà máy đã sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hoá không hoàn toàn khí methane để gia nhiệt hỗn hợp khí và từ lên . Lượng nhiệt này được xác định thông qua phương trình:
Trong đó: m là khối lượng của hỗn hợp và phản ứng (g); C là nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí và có giá trị ; là nhiệt độ ban đầu và lúc sau của hỗn hợp, ().
Biết phản ứng oxy hoá không hoàn toàn xảy ra như sau:
Hiệu suất của phản ứng (1) là 92\% và của phản ứng (2) là 85\%. Các giá trị nhiệt tạo thành của các
Chất (kJ / mol) - 74,8 - 110,5 - 241,8
Để sản xuất được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane cho giai đoạn khởi đầu của quy trình trên. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm).
Trong quy trình Ostwald để sản xuất nitric acid, khí ammonia được oxy hóa để tạo ra khí NO theo phản ứng (1):
Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng tỏa ra một phần được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao cho giai đoạn tiếp theo của quá trình sản xuất. Tuy nhiên để khởi mào cho phản ứng này, nhà máy đã sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hoá không hoàn toàn khí methane để gia nhiệt hỗn hợp khí và từ lên . Lượng nhiệt này được xác định thông qua phương trình:
Trong đó: m là khối lượng của hỗn hợp và phản ứng (g); C là nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí và có giá trị ; là nhiệt độ ban đầu và lúc sau của hỗn hợp, ().
Biết phản ứng oxy hoá không hoàn toàn xảy ra như sau:
Hiệu suất của phản ứng (1) là 92\% và của phản ứng (2) là 85\%. Các giá trị nhiệt tạo thành của các
Để sản xuất được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane cho giai đoạn khởi đầu của quy trình trên. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm).
Phản ứng này là phản ứng tỏa nhiệt mạnh, nhiệt lượng tỏa ra một phần được sử dụng để duy trì nhiệt độ cao cho giai đoạn tiếp theo của quá trình sản xuất. Tuy nhiên để khởi mào cho phản ứng này, nhà máy đã sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hoá không hoàn toàn khí methane để gia nhiệt hỗn hợp khí và từ lên . Lượng nhiệt này được xác định thông qua phương trình:
Trong đó: m là khối lượng của hỗn hợp và phản ứng (g); C là nhiệt dung riêng của hỗn hợp khí và có giá trị ; là nhiệt độ ban đầu và lúc sau của hỗn hợp, ().
Biết phản ứng oxy hoá không hoàn toàn xảy ra như sau:
Hiệu suất của phản ứng (1) là 92\% và của phản ứng (2) là 85\%. Các giá trị nhiệt tạo thành của các
| Chất | |||
| (kJ / mol) | - 74,8 | - 110,5 | - 241,8 |
Để sản xuất được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane cho giai đoạn khởi đầu của quy trình trên. Giá trị của x là bao nhiêu? (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm).
Đáp án chính thức: Tự luận
Hướng dẫn giải chi tiết
Đáp số: m = 0,26 tấn
nNO = 100000 mol
mNH = 1847826 gam
mO = 4347826 gam
Tổng khối lượng khí = 6195652 gam
Nhiệt cần gia nhiệt hh từ 30°C lên 800°C: Q = 6195652×1,49×770 = 7,1.10J = 7,1.10 KJ
Nhiệt tỏa ra từ phản ứng đốt cháy 2 mol CH (tính theo nhiệt tạo thành) = 1038,6 KJ
Nhiệt thực tế do phản ứng đốt cháy 2 mol CH (hiệu suất 85\%) = 882,81 KJ
Nhiệt thực tế do phản ứng đốt cháy 1 mol CH (hiệu suất 85\%) = 441,4 KJ
nCH = 7,1.10/441,4 = 16085 mol
mCH = 257362,9 gam = 0,26 tấn (làm tròn đến hàng phần trăm)
nNO = 100000 mol
mNH = 1847826 gam
mO = 4347826 gam
Tổng khối lượng khí = 6195652 gam
Nhiệt cần gia nhiệt hh từ 30°C lên 800°C: Q = 6195652×1,49×770 = 7,1.10J = 7,1.10 KJ
Nhiệt tỏa ra từ phản ứng đốt cháy 2 mol CH (tính theo nhiệt tạo thành) = 1038,6 KJ
Nhiệt thực tế do phản ứng đốt cháy 2 mol CH (hiệu suất 85\%) = 882,81 KJ
Nhiệt thực tế do phản ứng đốt cháy 1 mol CH (hiệu suất 85\%) = 441,4 KJ
nCH = 7,1.10/441,4 = 16085 mol
mCH = 257362,9 gam = 0,26 tấn (làm tròn đến hàng phần trăm)