工业上用丁烷氧化法制醋酸,反应的化学方程式可表示为:2C4H10+5O2
4CH3COOH+2H2O,现用58吨丁烷为原料制取醋酸,求:一定条件
(1)理论上需要标准状况下的空气______m3(设空气中O2、N2的体积分数分别为0.2、0.8),同时生成水______吨.
(2)若生成的醋酸溶解在生成的水中,所得醋酸的质量分数为______%.
(3)若同时生产质量分数为100%的冰醋酸m1吨和质量分数为50%的醋酸m2吨,且
=x,需补充水y吨,则y与x的关系式为______;若不补充水,则m1+m2=______.m1 m2
(1)令O2需要的物质的量为xmol,则:
2 C4H10+5O2
4CH3COOH+2H2O,一定条件
58×2g 5mol
58×106 xmol
所以x=
=2.5×1065×58×106 2×58
所以需要空气的体积为
=2.8×108L=2.8×105m3.2.5×106mol×22.4L/mol 0.2
令生成水y吨,则:
2 C4H10+5 O2
4CH3COOH+2H2O,一定条件
58×2g 18×2g
58吨 y吨
所以y=
=1858×2×18 58×2
故答案为:2.8×105;18.
(2)令生成醋酸m吨,则:
2 C4H10+5 O2
4CH3COOH+2H2O,一定条件
58×2g 4×60g
58吨 m吨
所以m=
=12058×4×60 58×2
由(1)中计算可知,生成水18吨,
生成的醋酸溶解在生成的水中,所得醋酸的质量分数为
×100%=86.96%.120吨 120吨+18吨
故答案为:86.96%.
(3)由题意可知,m1+50%×m2=120,
若需补充水y吨,则50%×m2=18+y,所以m2=36+2y;所以m1=120-18-y=102-y,即102-y=x(36+2y),即y=
;102-36x 2x+1
若不补充水,50%×m2=18,所以m2=36,故m1=120-50%×m2=102,所以m1+m2=36+102=138.
故答案为:y=
;138.102-36x 2x+1