Một loại khí thiên nhiên có thành phần trăm về thể tích các khí như sau: 85,0% metan

Giải Hóa 11 Bài 37: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Video Giải Bài 4 trang 169 Hóa học 11

Bài 4 trang 169 Hóa học 11:

a. Tính thể tích khí (đo ở đktc) cần để đun nóng 100,0 lít nước từ 20^oC lên 100^oC, biết nhiệt toả ra khi đốt 1 mol metan, 1 mol etan lần lượt bằng: 880kJ; 1560kJ và để nâng 1 ml nước lên 1^o cần 4,18J.

b. Nếu chuyển được toàn bộ hiđrocacbon trong 1,000.10³ m³ 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?

Lời giải:

a. Nhiệt lượng cần để đun nóng 100 lít nước từ 20^oC lên 100^oC là:

 4,18.(100 - 20).(100.10³)

= 33 440 000 (J)

= 33 440 (kJ)

Gọi số mol khí thiên nhiên là x (mol)

⇒ n_CH4 = 0,85x (mol) ;

n_C2H6 = 0,1x (mol)

Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy metan là:

880.0,85x = 748x (kJ)

Nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy etan là:

1560.0,1x = 156x (kJ)

⇒ 748x + 156x = 33440

⇒ x = 36,991 (mol)

Vậy thể tích khí thiên nhiên ở đktc cần dùng là:

   36,991.22,4 = 828,6 (lít)

b. Ta có:

828,6 (lít) khí thiên nhiên có 0,85x (mol) CH₄ và 0,1x (mol) C₂H₆

10⁶ (lít) khí thiên nhiên có a (mol) CH₄ và b (mol) C₂H₆

Ta có sơ đồ:

2CH₄  → CH₂ = CH – Cl

 37946,4 → 18973,2       mol

C₂H₆  → CH₂ = CH – Cl

4464,3 → 4464,3            mol

Số mol vinyl clorua thực tế là:

   (18973,2 + 4464,3).0,65 = 15234,375 (mol)

Khối lượng vinyl clorua thực tế thu được là:

   15234,375. 62,5 ≈ 952,15.10³ (g) = 952,15 (kg)