Пиролизу подвергается 1500 м3 метана. Степень конверсии метана равно 60%, масса ацетилена в продуктах пиролиза составляет 400 кг. Определить селективность процесса. Уравнение реакции: 2CH4=C2H2+3H2

Добрый день, давайте разберем этот вопрос поэтапно.

Сначала давайте определим, что такое степень конверсии метана. Степень конверсии - это показатель, который показывает, какая часть исходного вещества превращается в продукты реакции. В данном случае, степень конверсии метана равна 60%, что значит, что 60% метана превращается в продукты пиролиза.

Мы знаем, что общий объем метана, подвергнутого пиролизу, равен 1500 м3. Это означает, что 60% от этого объема превратилось в продукты. Для того чтобы узнать, сколько метана превратилось в продукты, умножим объем метана на степень конверсии:

1500 м3 * 0,6 = 900 м3

Таким образом, 900 м3 метана превратилось в продукты пиролиза.

Теперь, чтобы определить селективность процесса, нам нужно найти отношение массы ацетилена к массе всех продуктов реакции. В данном случае, масса ацетилена составляет 400 кг.

Для этого нам нужно определить количество молей каждего вещества в уравнении реакции. Исходя из уравнения реакции 2CH4 = C2H2 + 3H2, мы видим, что для каждых 2 молей метана образуется 1 моль ацетилена и 3 моля водорода.

Так как мы уже знаем, что 900 м3 метана превратилось в продукты пиролиза, найдем количество молей ацетилена:

900 м3 / 22,4 м3/моль = 40,1786 моль метана

Теперь, зная, что для каждых 2 молей метана образуется 1 моль ацетилена, мы можем найти количество молей ацетилена:

40,1786 моль метана * (1 моль C2H2 / 2 моля CH4) = 20,0893 моль C2H2

Теперь, чтобы найти массу всех продуктов реакции, мы должны умножить количество молей каждого компонента на его молярную массу:

Масса всех продуктов = (20,0893 моль C2H2 * молярная масса C2H2) + (60,268 моль H2 * молярная масса H2)

Молярная масса C2H2 = 26,04 г/моль
Молярная масса H2 = 2,02 г/моль

Масса всех продуктов = (20,0893 моль * 26,04 г/моль) + (60,268 моль * 2,02 г/моль) = 521,97 г + 121,81 г = 643,78 г

Таким образом, масса всех продуктов реакции равна 643,78 г.

Наконец, чтобы найти селективность процесса, мы должны разделить массу ацетилена на массу всех продуктов:

Селективность = масса ацетилена / масса всех продуктов

Селективность = 400 кг / 643,78 г = 0,621

Следовательно, селективность процесса равна 0,621 или 62,1%.