题目
例5.5.1 氢气是可再生的绿色清洁能源,又是重要的化工原料,氢气的生产对于氢能的-|||-利用至关重要。制备氢气有多种方法,其中有一种方法是将天然气在催化剂作用下热解制得-|||-氢气:-|||-(H)_(4)(g)=!=!= C(s)+2(H)_(2)(g)-|||-已知500℃下该反应的 (Delta )_(t)(G)_(m)^theta =5.56kJcdot (mol)^-1 ,求500℃下:-|||-(1)总压p分别恒定为101.325kPa和50.663 kPa时CH 4的转化率α;-|||-(2)总压p恒定为101.325 Pa的条件下,通入与CH4等物质的量的惰性气体时CH4的-|||-转化率α。 __
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算标准平衡常数
根据给定的 $\Delta G^\theta$，使用公式 $K^\theta = e^{-\frac{\Delta G^\theta}{RT}}$ 计算标准平衡常数 $K^\theta$。其中，$R$ 是理想气体常数，$T$ 是温度（单位为开尔文）。
步骤 2：计算不同总压下的转化率
根据反应式 $CH_4(g) = C(s) + 2H_2(g)$，进行物料衡算，计算不同总压下的转化率 $\alpha$。使用公式 $K^a = K^\theta \cdot \left(\frac{p}{p^\theta}\right)^{\Delta n}$，其中 $\Delta n$ 是反应前后气体物质的量的变化。
步骤 3：计算通入惰性气体后的转化率
在总压恒定为101.325 kPa的条件下，通入与CH4等物质的量的惰性气体时，重新进行物料衡算，计算CH4的转化率 $\alpha$。
根据给定的 $\Delta G^\theta$，使用公式 $K^\theta = e^{-\frac{\Delta G^\theta}{RT}}$ 计算标准平衡常数 $K^\theta$。其中，$R$ 是理想气体常数，$T$ 是温度（单位为开尔文）。
步骤 2：计算不同总压下的转化率
根据反应式 $CH_4(g) = C(s) + 2H_2(g)$，进行物料衡算，计算不同总压下的转化率 $\alpha$。使用公式 $K^a = K^\theta \cdot \left(\frac{p}{p^\theta}\right)^{\Delta n}$，其中 $\Delta n$ 是反应前后气体物质的量的变化。
步骤 3：计算通入惰性气体后的转化率
在总压恒定为101.325 kPa的条件下，通入与CH4等物质的量的惰性气体时，重新进行物料衡算，计算CH4的转化率 $\alpha$。