Trong công nghiệp, hydrogen được điều chế từ methane theo sơ đồ sau:
Methane + Nước (Xúc tác, nhiệt độ) → Carbon dioxide + Hydrogen
a) Lập phương trình hóa học và cho biết cần bao nhiêu tấn methane để thu được 2479 m³ khí hydrogen ở điều kiện chuẩn nếu hiệu suất của phản ứng đạt 80%.
b) Cả methane và hydrogen khi cháy đều tỏa nhiệt mạnh, ở điều kiện chuẩn 1 mol methane cháy hoàn toàn tạo ra 804 kJ và 1 mol hydrogen cháy hoàn toàn tạo ra 242 kJ. Hệ số trữ nhiệt của nhiên liệu là lượng nhiệt sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 gam nhiên liệu đó. Bằng tính toán, hãy cho biết methane hay hydrogen có hệ số trữ nhiệt lớn hơn ở điều kiện chuẩn?
(a) CH4 + 2H2O (xt, t°) —> CO2 + 4H2
nH2 = 100 kmol —> nCH4 = 100/(4.80%) = 31,25 kmol
—> mCH4 = 31,25.16 = 500 kg = 0,5 tấn
(b) Hệ số trữ nhiệt của:
CH4 = 804/16 = 50,25 kJ/g
H2 = 242/2 = 121 kJ/g
—> Hydrogen có hệ số trữ nhiệt lớn hơn methane ở điều kiện chuẩn.