Какой объем метана потребуется для синтеза 30 т муравьиной кислоты, если массовая доля выхода продукта реакции составляет 90%?

Question

Какой объем метана потребуется для синтеза 30 т муравьиной кислоты, если массовая доля выхода продукта реакции составляет 90%?

gromkiy_ataka 01.03.2026 11:28

Ответы и вопросы пользователей

Калинина Мария Игоревна · Accepted Answer

Для решения задачи необходимо рассчитать теоретическое количество метана, требуемое для получения заданного количества муравьиной кислоты, с учетом выхода продукта. ️ Шаг 1: Уравнение реакции и молярные массы Прямой синтез муравьиной кислоты из метана можно представить упрощенным уравнением окисления: $2 C H_{4} + 3 O_{2} 2 H C O O H + 2 H_{2} O 2 cap C cap H sub 4 plus 3 cap O sub 2 right arrow 2 cap H cap C cap O cap O cap H plus 2 cap H sub 2 cap O$ Из уравнения видно, что из $11$ моль $C H_{4} cap C cap H sub 4$ образуется $11$ моль $H C O O H cap H cap C cap O cap O cap H$ (соотношение $1 ∶ 1 1 colon 1$ ). Рассчитаем молярные массы веществ:

Метан ( $C H_{4} cap C cap H sub 4$ ): $M = 12 + 4 \cdot 1 = 16 cap M equals 12 plus 4 center dot 1 equals 16$ г/моль. Муравьиная кислота ( $H C O O H cap H cap C cap O cap O cap H$ ): $M = 1 \cdot 2 + 12 + 16 \cdot 2 = 46 cap M equals 1 center dot 2 plus 12 plus 16 center dot 2 equals 46$ г/моль.

️ Шаг 2: Расчет теоретически необходимой массы продукта Так как выход продукта составляет $90 % 90 %$ , определим, сколько муравьиной кислоты должно было бы получиться при $100 % 100 %$ выходе: $m_{т е о р} = \frac{m_{п р а к т}}{η} = \frac{30 т}{0, 9} \approx 33, 333 т = 33 333 333 г m sub т е о р end-sub equals the fraction with numerator m sub п р а к т end-sub and denominator eta end-fraction equals the fraction with numerator 30 т and denominator 0 comma 9 end-fraction is approximately equal to 33 comma 333 т equals 33 space 333 space 333 г$ ️ Шаг 3: Определение количества вещества и объема метана Найдем количество вещества муравьиной кислоты, которое необходимо получить теоретически: $n (H C O O H) = \frac{m_{т е о р}}{M (H C O O H)} = \frac{33 333 333 г}{46 г/моль} \approx 724 638 моль n open paren cap H cap C cap O cap O cap H close paren equals the fraction with numerator m sub т е о р end-sub and denominator cap M open paren cap H cap C cap O cap O cap H close paren end-fraction equals the fraction with numerator 33 space 333 space 333 г and denominator 46 г/моль end-fraction is approximately equal to 724 space 638 моль$ Согласно стехиометрии реакции, $n (C H_{4}) = n (H C O O H) = 724 638 n open paren cap C cap H sub 4 close paren equals n open paren cap H cap C cap O cap O cap H close paren equals 724 space 638$ моль. Рассчитаем объем метана при нормальных условиях ( $V_{m} = 22, 4 cap V sub m equals 22 comma 4$ л/моль): $V (C H_{4}) = n \cdot V_{m} = 724 638 моль \cdot 22, 4 л/моль \approx 16 231 891 л cap V open paren cap C cap H sub 4 close paren equals n center dot cap V sub m equals 724 space 638 моль center dot 22 comma 4 л/моль is approximately equal to 16 space 231 space 891 л$ Переведем результат в кубические метры: $16 231 891 л \approx 16 232 м^{3} 16 space 231 space 891 л is approximately equal to 16 space 232 м cubed$ Ответ: Для синтеза 30 т муравьиной кислоты при выходе 90% потребуется примерно 16 232 м³ метана. Нужно ли вам рассчитать массу кислорода, необходимую для этой реакции, или рассмотреть другой способ промышленного синтеза?

Какой объем метана потребуется для синтеза 30 т муравьиной кислоты, если массовая доля выхода продукта реакции составляет 90%?

Форма ответа

Другие вопросы по теме «Химия»

Вопросы из других предметов