Химия

Записываем уравнение реакции:

$CH_{4} + O_{2} \rightarrow CO_{2} + 2H_{2}$.

Рассчитываем количество метана:

$\nu (CH_{4}) = \frac{m(CH_{4})}{M(CH_{4})}; \nu(CH_{4}) = \frac{32}{16} = 2 кмоль$.

Определяем количество водорода при 100%-ном выходе. Согласно уравнению реакции

$\nu_{теор}(H_{2}) = 2 \nu(CH_{4}); \nu_{теор}(H_{2}) = 2 \cdot 2 = 4 кмоль$.

Находим объем (н.у.) водорода при 100%-ном выходе:

$V_{теор}(H_{2}) = \nu (H_{2}) \cdot 22,4 м^{3}/кмоль$;
$C_{теор}(H_{2}) = 4 \cdot 22,4 = 89,6 м^{3}$.

Вычисляем практически полученный объем (н.у.) водорода, учитывая, что выход водорода равен 85 % (100 % - 15 %):

$V_{0практ}(H_{2}) = \frac{ \eta \cdot V_{теор}(H_{2})}{100 \text{%}}$,
$V_{0практ}(H_{2}) = 85 \frac{89,6}{100} = 76,2 м^{3}$.

Определяем объем водорода при заданных условиях, учитывая, что $T = (273 + 25)К = 298 К$:

$V(H_{2}) = \frac{P_{0}V_{0}T}{P \cdot T_{0}}$,
$V(H_{2}) = \frac{101,3 \cdot 76,2 \cdot 98}{303,9 \cdot 273} = 27,7 м^{3}$.