Question

Какой объём воздуха и количество кислорода потребуется для сжигания 1 кг угля? И какой объём воздуха, если объёмная доля кислорода в воздухе равна 21%? Помогите, пожалуйста.

Answer 1

Дано:

m(C) = 1 кг = 1000 г

φ(О₂) = 21% или 0,21

Найти:

n(O₂)-?

V(возд.)-?

Решение.

М(С) = 12 г/моль

n(C) = m/M = 1000 г/12 г/моль = 83,3 моль

С + О₂ = СО₂

Из УХР видно, что n(O₂)=n(C) = 83,3 моль

V(O₂) = n*Vm = 83,3 моль*22,4 л/моль = 1866 л

V(возд.) = V(O₂)/φ(О₂) = 1866 л/0,21 = 8886 л

Ответ: 83,3 моль кислорода; 8886 л воздуха

Answer 2

Для сжигания 1 кг угля требуется кислорода в соответствии с химическим уравнением реакции сгорания угля. Уголь (углерод) сгорает с кислородом, образуя углекислый газ (CO2) и воду (H2O). Реакция сгорания угля (C) с кислородом (O2) выглядит следующим образом:

C + O2 -> CO2

Согласно уравнению, на сжигание 1 моль угля (молекулярный вес около 12 г) требуется 1 моль кислорода (молекулярный вес около 32 г).

1 моль угля + 1 моль кислорода -> 1 моль углекислого газа (CO2)

Теперь, чтобы вычислить объем воздуха, необходимый для сжигания 1 кг угля, мы должны учесть объемную долю кислорода в воздухе, которая составляет около 21%. Это означает, что в 100 объемных единиц воздуха содержится 21 объемная единица кислорода.

1 кг угля = 1000 г / молекулярный вес угля (около 12 г/моль) = около 83.33 моль угля

Таким образом, для сжигания 1 кг угля понадобится примерно 83.33 моль кислорода.

Теперь давайте рассчитаем объем воздуха, содержащего этот объем кислорода. Объем одного моля газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм) составляет примерно 22.7 литра.

Объем воздуха (литры) = объем кислорода (литры) / объемная доля кислорода в воздухе

Объем кислорода (литры) = 83.33 моль * 22.7 л/моль ≈ 1892.51 литра

Объем воздуха (литры) = 1892.51 литра / 0.21 ≈ 9016.24 литра

Таким образом, для сжигания 1 кг угля потребуется около 9016.24 литра воздуха при условии, что объемная доля кислорода в воздухе составляет 21%.