Влад Викторов
Мыслитель
(6244)
5 месяцев назад
Для решения задачи сделаем следующие допущения:
• Пиролиз метана идет по уравнению: CH₄ → C + 2H₂
• Метан взят при нормальных условиях (н.у.): температура 0°C (273 К) и давление 1 атм (101325 Па).
• Выход сажи (углерода) принимаем за 100%, чтобы оценить максимальную массу. В реальности выход всегда меньше.
1. Определение количества молей метана:
• Из уравнения состояния идеального газа: pV = nRT, где:
* p - давление (101325 Па)
* V - объем метана (20 м³ = 20000 л)
* n - количество молей (искомое)
* R - газовая постоянная (8,314 Дж/(моль*К))
* T - температура (273 К)
• Выражаем n: n = pV/RT = (101325 Па * 20000 л) / (8,314 Дж/(моль*К) * 273 К) = 900 моль
2. Определение массы сажи:
• По уравнению реакции 1 моль CH₄ дает 1 моль C.
• Молярная масса углерода (C): 12 г/моль
• Масса сажи: 900 моль * 12 г/моль = 10800 г = 10,8 кг
Ответ: При пиролизе 20 м³ метана (при н.у. и 100% выходе) образуется максимально 10,8 кг сажи.