Химия

8 класс
Вопрос
Плотность по аммиаку газовой смеси, состоящей из оксида углерода (II) и водорода, до пропускания через контактный аппарат для синтеза метанола была равна 0,5, а после пропускания стала равна 0,625. Определите объемную долю паров метанола в реакционной смеси и процент превращения оксида углерода (II) в метанол.
Ответ


$CO + 2H_{2} \leftrightarrow CH_{3}OH$.

Пусть в 1 моле исходной смеси содержалось $x$ моль $CO$ и $(1-x)$ моль $H_{2}$. Средняя молярная масса данной смеси равна $0,5 \cdot 17=8,5 г/моль$, следовательно 1 моль весит 8,5 г:

$28x + 2(1-x) = 8,5$,

откуда $x = 0,25, n(CH_{3}OH) = 0,25, n(H_{2}) = 0,75$.

Реакция $CO$ с водородом обратима. Пусть в эту реакцию вступает $y$ моль $CO$, тогда водорода расходуется $2y$ моль, и образуется $y$ моль $CH_{3}OH$. В конечной смеси содержатся:

$n(CO) = 0,25 - y, n(H_{2}) = 0,75 - 2y, n(CH_{3}OH) = y$. Общее число молей газов равно $n = (NULL,25 - y) + (NULL,75 - 2y) + y = 1 - 2y$. Масса конечной смеси равна массе исходной смеси (NULL,5 г), поскольку из системы ничего не уходит и в нее ничего не добавляют.

Средняя молярная масса конечной смеси равна $0,625 \cdot 17 = 10,625 г/моль$:

$\frac{8,5}{1 - 2y} = 10,625$,

откуда $y = 0,1$.

По закону Авогадро, объемная доля газа равна его мольной доле, поэтому объемная доля паров метайола равна:

$\omega (CH_{3}OH) = \frac{y}{1-2y} = 0,125$.

Процент превращения $CO$ в метанол (т.е. практический выход метанола) равен $\frac{y}{0,25} = 0,4$.
Ответ. 12,5% $CH_{3}OH$, 40% превращения $CO$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме