Question

工业上利用天然气制备还原性气体，其原理为CH₄+CO₂

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2CO+2H₂，CH₄+H₂O

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CO+3H₂．现有含甲烷的体积分数为90%的天然气100m³，在一定条件下，把天然气通入二氧化碳和水蒸气中反应，若甲烷的转化率为80%，请求出生成的合成气（CO+H₂）的物质的量（在该条件下，气体的摩尔体积为QL/mol）

Answer 1

考点：有关混合物反应的计算

专题：

分析：100m³天然气中含有甲烷的体积为：100m³×90%=90m³，根据反应CH₄+CO₂

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2CO+2H₂、CH₄+H₂O

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CO+3H₂可知，生成（CO+H₂）的总体积为甲烷消耗体积的4倍，根据甲烷的转化率为80%计算出反应生成（CO+H₂）的体积，再根据n=

V

Vm

计算出混合气体的物质的量．

解答： 解：现有含甲烷的体积分数为90%的天然气100m³，在一定条件下，把天然气通入二氧化碳和水蒸气中反应，若甲烷的转化率为80%，则参加反应的甲烷的体积为：100m³×90%×80%=72m³，
根据反应CH₄+CO₂

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2CO+2H₂、CH₄+H₂O

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CO+3H₂可知，生成（CO+H₂）的总体积为甲烷消耗体积的4倍，
所以甲烷反应生成（CO+H₂）的总体积为：72m³×4=288m³=2.88×10⁵L，
在该条件下，气体的摩尔体积为QL/mol，则生成（CO+H₂）的总物质的量为：n=

2.88×105L

QL/mol

=

2.88

Q

×10⁵mol，
答：生成的合成气（CO+H₂）的物质的量为

2.88

Q

×10⁵mol．

点评：本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的原理为解答关键，本题看似无法解答，需要根据反应方程式得出“（CO+H₂）的总体积为甲烷消耗体积的4倍”，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．