Giải bài tập Hóa 11 Bài 37: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Bài 37: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên
BÀI TẬP:
Một loại khí thiên nhiên có thành phần phần trăm về thể tích các khí như sau: 85,0% metan ; 10,0% etan ; 2,0% nitơ và 3,0% cacbon đioxit.
Tính thể tích khí (đo ở điều kiện tiêu chuẩn) cần để đun nóng 100,0 lít nước từ 20,0°C lên 1 oo,o°c, biết nhiệt lượng tòa ra khi đốt 1 mol metan, 1 mol etan lần lượt bằng: 880,OkJ ; 1560,OkJ và để nâng 1 ml nước lên 1° cần 4,18J.
Nếu chuyền được toàn bộ hiđrocacbon trong 1,000.10’ m’ khí trên (đktc) thành axetilen, sau đó thành vinyl clorua với hiệu suất toàn bộ quá trình bằng 65,0% thì sẽ thu được bao nhiêu kilogam vinyl clorua?
HƯỚNG DẢN GIẢI:
Nhiệt lượng cẩn để đun nước:
Q = 100.1000.(100 - 20).4,18 = 334,4.10s J
Gọi V1 là thể tích khí thiên nhiên (đkc)
_ _,	„	85 „
Thê tích metan là: 777 V = 0,85 V
100
„ 10 „
etanlà: 777-V = 0,lV
100
Số mol CH4: n. = ’
1	22,4
_ 0,lV Sổ mol C2Hó : n, = ——
22,4
Nhiệt lượng do metan và etan tỏa ra khi cháy
Q =(^.880^.15601,0- 22,4	22,4	)
Do sự cân bằng nhiệt:
b)
Q, = Q2 40357 V. 103 = 334,4.10s.
SuyraV = 828,6(0.
Cách 2: Gọi X là số mol khí thì số mol metan là 0,85 X và số mol etan là 0,1X Do đó Q2 = 880.0,85x + 1560. o,lx=904 X Do	Qi = Q2 suy ra X = 37 mol hay v = 828,6(0
1500°C k
2CH4 Làm Unh nhanh > C2H2 + 3H2
ch3- ch3 5,°°°c > CH2= ch2+h2
CH2 = CH2 + Cl2	> (pH2 - (pH2
Cl C1
CH2-CH2 — KỌỈíỉílỉH-í. CH=CH + 2KƠ + H2O Ó C1
CH = CH + HC1
->CH2 = ỌH C1
Số mol metan trong 1,000.103 m3 khí:
106	85
22,4'100 Số mol etan trong 1,000.10s m3 khí:
= 3,795.10“ (mol)
106 10
22,4'100
= 0,0446.10s (mol)
Cứ 2 mol CH4 cho 1 mol C2H2. Số mol C2H2 do CH4 là	~	
2
Cứ 1 mol C2H6 cho 1 mol C2H2. Số mol C2H2 do CJFis là 0,0446.105. Cứ 1 mol C2H2 cho 1 mol vinyl clorua. Vậy số mol vinyl clorua là:
^.104 +0,0446.105 =104.2,344 (mol)
2
Với hiệu suất 65% thì khối lượng vinyl clorua là:
2,344.104.-^-.62,5 = 102.9520,5 (g) 100 v ’
m « 952 (kg).