Trong quy trình Ostwald để sản xuất nitric acid, khí ammonia (NH3) được oxy hóa để tạo ra khí NO theo phản ứng (1):
(1) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
Để khơi mào cho phản ứng này, nhà máy sử dụng nguồn nhiệt từ quá trình oxy hóa không hoàn toàn khí methane (CH4) để gia nhiệt hỗn hợp từ 30°C lên 800°C theo công thức Q = m.C(t2 – t1). Biết nhiệt dung riêng C = 1,49 J/g.K. Phản ứng oxy hóa methane:
(2) 2CH4 + 3O2 → 2CO + 4H2O
Hiệu suất (1) là 92%, (2) là 85%. Biết nhiệt tạo thành (kJ/mol) của CH4 là -74,8; CO là -110,5 và H2O là -241,8. Để thu được 3 tấn khí NO cần x tấn khí methane. Giá trị của x là bao nhiêu? (làm tròn đến hàng phần trăm).
Câu trả lời tốt nhất
mNO = 3 tấn —> m hỗn hợp khí NH3, O2 ban đầu = 3(4.17 + 5.32)/(4.30.92%) = 6,19565 tấn
(2) = -110,5.2 – 241,8.4 – (-74,8.2) = -1038,6 kJ
Quá trình trao đổi nhiệt:
85%.1038,6.10³.x/(2.16) = 6,19565.1,49(800 – 30)
—> x = 0,26 tấn
