Question

Относительная плотность по азоту газообразной смеси угарного газа и водорода больше 0,386. После пропускания исходной смеси над нагретым катализатором образовался метанол с выходом 56%, а относительная плотность по азоту полученной газовой смеси стала больше 0,714. Вычислите максимальное значение объемной доли (%)водорода в исходной газовой смеси, удовлетворяющее условию задачи. Примите во внимание, что побочные процессы не протекали, а метанол в условиях опыта является газом.

Answer 1

CO (М = 28 г/моль) + 2H2 (М = 2 г/моль) = CH3OH (М = 32 г/моль);

пусть в исх-й смеси х моль CO массой 28*х г и 1-х моль H2 массой 2*(1-х) г, тогда в соот-и с условием пол-м неравенство 28*x+2*(1-x)>28*0.386>10.808 (1), откуда x>0.33877, а 1-x<0.66123;

в р-ию выше с выходом 56% вст-о 0.56*х моль CO и 0.56*х*2 = 1.12*х моль H2 с образ-м 0.56*х моль CH3OH массой 32*0.56*х г, след-но, с учетом условия, пол-м неравенство 28*(x-0.56*x)+2*(1-x-1.12*x)+32*0.56*x/(x-0.56*x+1-x-1.12*x+0.56*x)>28*0.714>19.992 (2), откуда x>0.3718;

с учетом (2) пол-м уточненное неравенство 1-x<0.6282 (3);

т.о. с точностью до целых, макс. V доля H2 в исх-й смеси = 0.62 или 62%, с точностью до сотых - 0.6281 или 62.81%.