Question

Під час процесу газифікації кам'яного вугілля відбувається низка хімічних реакцій, серед яких є взаємодія карбон(ІІ) оксиду з воднем: СО+3Н2=СН4+Н2О Обчисліть об'эм водню, необхідний для одержання 200 м3 метану

Answer 1

Дано рівняння реакції:
CO + 3H2 → CH4 + H2O

Треба знайти об'єм водню, необхідний для отримання 200 м3 метану.

Для цього ми використовуємо стехіометрію реакції. З рівняння видно, що коефіцієнт перед H2 дорівнює 3, тому нам потрібно 3 молі водню для кожної молі CO, що перетворюється в метан.

Обчислимо кількість молів метану:
200 м3 метану за стандартних умов (температура 0°C та тиск 1 атм) містять 200/22.4 = 8.93 моль метану.
Оскільки 1 моль CO потребує 3 молі H2, то кількість молів H2, необхідних для реакції, буде:
8.93 моль CH4 x 1 моль CO / 1 моль CH4 x 3 моль H2 / 1 моль CO = 26.79 моль H2
Обчислимо об'єм водню за стандартних умов:
Об'єм водню = кількість молів H2 x 22.4 л/моль = 26.79 моль x 22.4 л/моль = 599.3 л.
Отже, для отримання 200 м3 метану потрібно 599.3 л водню.

Answer 2

Щоб обчислити об'єм водню, необхідний для одержання 200 м3 метану, спочатку використаємо збалансоване рівняння реакції:

CO + 3H2 → CH4 + H2O

З рівняння видно, що для одного молекулярного метану (CH4) необхідно три молекули водню (H2). Оскільки один моль метану займає об'єм 22,4 літра за нормальних умов (0 °C, 1 атм), то можемо скласти пропорцію:

1 моль CH4 : 3 молей H2 = 22,4 л : V л

200 м3 метану (200000 л) : V л

Вирішуючи цю пропорцію, отримаємо:

V = (200000 л × 3 л) / (1 моль × 22,4 л) = 267857,14 моль

Отже, для одержання 200 м3 метану потрібно 267857,14 моль водню.