Дано: n(H2O) = 2,5 моль
Нормальный объем парогазовой смеси V = 95,2 л (н.у.)
Найти: Выход реакции получения водяного газа
Решение:
Сначала найдем количество вещества водяного газа, образовавшегося при реакции. По уравнению идеального газа, количество вещества газа можно найти по формуле: n = PV/RT, где P - давление газа, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Для нахождения количества вещества водяного газа воспользуемся уравнением идеального газа для водяного пара: PV = nRT.
n(H2O) = 2,5 моль
V = 95,2 л = 0,0952 м^3 (перевод литров в кубические метры)
R = 8,31 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)
T = 273 К (температура нормальных условий)
Подставим известные данные в уравнение идеального газа для водяного пара и найдем давление водяного пара:
P = nRT/V = 2,5 * 8,31 * 273 / 0,0952 = 58648,18 Па = 58,648 кПа
Давление водяного газа равно давлению водяного пара, так как они находятся в равновесии при данной температуре.
Теперь найдем мольную долю водорода в парогазовой смеси:
n(H2) = n(H2O) = 2,5 моль
n(общ) = n(H2) + n(CO) = 2,5 + 2,5 = 5 моль (общее количество молей в реакции)
Мольная доля водорода: x(H2) = n(H2) / n(общ) = 2,5 / 5 = 0,5
Ответ: выход реакции получения водяного газа составляет 50%.