5.10. Для составления уравнения реакции (3) с энтальпией Д#з=0 запишем уравнение (1) для того числа моль СН4, при котором A#i по абсолютной величине равна Д#2. В итоге получим:

6СН4 + ЗС02 -> 6СО+12Н2; ДЯ= —216 кДж/моль СН4 + Н20 СО + ЗН2; ДЯ=+216 кДж/моль

7СН4 + 302 + Н20 7СО+15Н2; ДЯ = 0 кДж/моль (3)

Работу сжатия при двухступенчатом повышении давления рассчитываем по уравнению:

W2 = n,RT\n£-+n2RT \n-Sl-ро pi

Согласно уравнению (3) можно считать, что получаемое количество вещества вдвое больше исходного, т. е. n2 = 2rti. Тогда при я, = 100 моль получим:

W2 = n,RT (In -£i-+2 In 12Л = \ Pa pi t

= 100(моль) -8,314 (Дж-моль-' -КГ') -500(К) (In 6''° с +

V 0,1-10"

+ 21n-|^-|~-j=l,99-106 Дж = 1,99 МДж

Работа сжатия продуктов реакции (3) при одноступенчатом повышении давления равна:

W,=n2RT In-^-=200 (моль) •8,314(Дж.моль-1-К",)-500(К) X Ра

Xln 06'10qc =3,40-10" Дж = 3,40 МДж Отсюда AW = 1,41 МДж

Состав равновесной газовой смесн (4) на выходе из реактора рассчитываем на основе известной константы равновесия:

я(СО»)я(Н2) _33 п(СО)п(Н20)

Состав исходной смесн известен. Если принять, что прореагировало х моль СО и соответственно х моль Н20 (образуется также х моль С02 и х моль Н2), то состав равновесной смеси можно выразить так:

п (СО) =40 — х; я(Н20) =200 — х; rt(C02) = 18+x; rt(H2)=40 + x

Тогда

(18 + х)(40 + х)

К=—--■——-■—— =3,3, откуда

(40-х) (200-*)

х= 184,8 ±151,6; *1 =33,2; х2 = 336,4

[значение х2 не имеет физического смысла, так как для равновесия получили бы л(С02) =40 — 336,4<0]. Газовая смесь иа выходе'из

Copyright © 2005-2012 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач