Выходы реакций

[лимончик2054]

Какие массы водорода, азота и кислорода необходимо затратить для получения 150,8 кг азотной кислоты, если выход в реакции синтеза аммиака составляет 70 %, в реакции каталитического окисления аммиака до оксида азота (II) – 90 %, в реакции окисления оксида азота (II) до оксида азота (IY) – 100 % и в реакции оксида азота (IY) с водой и кислородом – 95 %.

Вроде ничего сложного, но ответ правильный не получаю. В какой последовательности все здесь считать, и разве выход 100% не должен быть в самой последней реакции, где HNO3 обр-ся?

[yatcheh]

1 час назад, лимончик2054 сказал:

Какие массы водорода, азота и кислорода необходимо затратить для получения 150,8 кг азотной кислоты, если выход в реакции синтеза аммиака составляет 70 %, в реакции каталитического окисления аммиака до оксида азота (II) – 90 %, в реакции окисления оксида азота (II) до оксида азота (IY) – 100 % и в реакции оксида азота (IY) с водой и кислородом – 95 %.

Вроде ничего сложного, но ответ правильный не получаю. В какой последовательности все здесь считать, и разве выход 100% не должен быть в самой последней реакции, где HNO3 обр-ся?

 

H2 + N2 + 3O2 = 2HNO3

n(HNO3) = 150.8/63.013 = 2.393 кмоль

Общий выход = 0.7*0.9*1*0.95 = 0.5985

m(H2) = 2.016*2.393/2/0.5985 = 4.029 кг

m(N2) = 28.013*2.393/2/0.5985 = 56.003 кг

m(O2) = 31.999*2.393*3/2/0.5985 = 191.914 кг

Последовательность неважна. И выход никому ничего не должен, он просто есть

Изменено 4 Августа, 2020 в 16:57 пользователем yatcheh

[лимончик2054]

1 час назад, yatcheh сказал:

 

H2 + N2 + 3O2 = 2HNO3

n(HNO3) = 150.8/63.013 = 2.393 кмоль

Общий выход = 0.7*0.9*1*0.95 = 0.5985

m(H2) = 2.016*2.393/2/0.5985 = 4.029 кг

m(N2) = 28.013*2.393/2/0.5985 = 56.003 кг

m(O2) = 31.999*2.393*3/2/0.5985 = 191.914 кг

Последовательность неважна. И выход никому ничего не должен, он просто есть

в ответах m(N2) = 56 кг, m(H2) = 12 кг и m(O2) = 172,5 кг

[yatcheh]

5 минут назад, лимончик2054 сказал:

в ответах m(N2) = 56 кг, m(H2) = 12 кг и m(O2) = 172,5 кг

 

А, ну да. Фигню я написал, не обращайте внимания, со мной бывает - как напишу чего-нить... 

[avg]

1 час назад, yatcheh сказал:

 

А, ну да. Фигню я написал, не обращайте внимания, со мной бывает - как напишу чего-нить... 

)) Ну ТС тоже дает- мало того, что чисто арифметическая задача, так еще и без ответа

[лимончик2054]

04.08.2020 в 20:07, yatcheh сказал:

 

А, ну да. Фигню я написал, не обращайте внимания, со мной бывает - как напишу чего-нить... 

какую фигню? у вас азот сходится с ответом, а водород с кислородом нет, я что-то не понял

[yatcheh]

27 минут назад, лимончик2054 сказал:

какую фигню? у вас азот сходится с ответом, а водород с кислородом нет, я что-то не понял

 

Вот такую фигню. Неправильно всё. Надо по стадиям рассматривать. Удобнее -  с конца.

NO2 + 1/4O2 + 1/2H2O = HNO3 (95%)

При 95%-м выходе на 150.8 кг HNO3 уйдёт:

m(О2) = 150.8/63/4*32/0.95 = 20.16 кг (запомним это)

m(NO2) = 150.8/63*46/0.95 = 115.90 кг

Далее

NO + 1/2O2 = NO2 (100%)

Нам нужно 115.90 кг NO2, на это уйдёт:

m(O2) = 115.90/46*/2*32 = 40.31 кг  (на ум пошло)

m(NO) = 115.90/46*30 = 75.59 кг

Далее

NH3 + 5/4O2 = NO + 3/2H2O (90%)

Нам нужно 75.59 кг NO, на это уйдёт:

m(O2) = 75.59/30*5/4*32/0.9 = 111.99 кг (и это припомним)

m(NH3) = 75.59/30*17/0.9 = 47.59 кг

Далее

1/2N2 + 3/2H2 = NH3 (70%)

Нам нужно 47.59 кг NH3, на это уйдёт

m(N2) = 47.59/17/2*28/0.7 = 55.99 кг

m(H2) = 47.59/17*3/2*2/0.7 = 12.00 кг  

Кислород суммируем по всем стадиям:

m(O2) = 20.16 + 40.31 + 111.99 = 172.46 кг

 

Итого:

m(N2) = 56 кг

m(H2) = 12 кг  

m(O2) = 172.5 кг

 

[M_GM]

А можно и начать сначала:

 

Водород используется только на первой стадии при производстве аммиака.

Поскольку посчитали что для заданного количества азотной кислоты надо 56 кг азота, то водорода потребуется

m(H2) = 56/28*3*2 = 12 кг

При этом получим аммиака, с учетом выхода n(NH3) = 56/28*2*0,7=2,8 кмоль

Для окисления аммиака до оксида азота (II): 2NH3 + 2,5O2 = 2NO +3H2O,

m(O2)₁= 2,8*1,25*32 = 112 кг

При этом получим оксида азота (II), с учетом выхода n(NO) = 2,8*0,9=2,52 кмоль

Для окисления оксида азота (II) до оксида азота (IY): 2NO + O2 = 2NO2 потребуется ещё

m(O2)₂= 2,52/2*32 = 40,32 кг, причем NO2 мы получим 100%, т.е. n(NO2) = 2,52 кмоль

И при получении азотной кислоты 4NO2 + O2+ 2H2O = 4HNO3 потребуется ещё

m(O2)₃= 2,52/4*32 = 20,16 кг

Суммарная потребность в кислороде составит 

m(O2)_сумм= 112 + 40,32 + 20,16=172,48 ~= 172,5 кг

Так годится? 

Изменено 6 Августа, 2020 в 11:36 пользователем M_GM

[лимончик2054]

так запутанно... но я все понял, всем спасибо!