Question

Какой объем воздуха при н. у. требуется по расчету для полного сгорания 1 кг антрацита следующего состава: 96% углерода, 2% водорода, 1% кислорода и 1% азота? помогите пожалуйста.​

Answer 1

C + O2 = CO2

2H + 0,5O2 = H2O

2N + 2O2 = 2NO2

n(C) = 0,96*1000/12 = 80 моль

n(H) = 0,02*1000/1 = 20 моль

n(N) = 0,01*1000/14 = 0,71моль

n(O2) = 80 + (0,5/2)*20 + 0,71 = 85,71моль

V(O2) = 85,71*22,4 = 1919,904л

Кислорода в воздухе 21%.

V(воздуха) = 1919,904*100/21 = 9142,4 л

Ответ: 9142,4 л

Answer 2

Для расчета объема воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг антрацита, мы можем использовать стехиометрический метод, учитывая, что антрацит содержит 96% углерода (C), 2% водорода (H), 1% кислорода (O) и 1% азота (N).

Сначала определим химическую формулу антрацита, принимая во внимание его состав:

• Углерод (C): 96% = 0.96 кг
• Водород (H): 2% = 0.02 кг
• Кислород (O): 1% = 0.01 кг
• Азот (N): 1% = 0.01 кг

Теперь нам нужно определить стехиометрические коэффициенты реакции сгорания для каждого из элементов. Реакция сгорания углерода (C) и водорода (H) будет следующей:

1. Сгорание углерода (C): C + O2 -> CO2

2. Сгорание водорода (H): 2H2 + O2 -> 2H2O

Для сгорания 1 кг углерода (C), потребуется 1 кг кислорода (O2). Для сгорания 0.02 кг водорода (H), потребуется 0.02 кг кислорода (O2).

Теперь найдем количество азота (N2), которое присутствует в антраците. Для этого можно использовать атмосферный воздух, который состоит преимущественно из азота (около 78%):

• Масса азота в 1 кг атмосферного воздуха = 0.78 кг

Так как антрацит содержит 1% азота, то в 1 кг антрацита будет:

• Масса азота в 1 кг антрацита = 0.01 кг

Теперь мы можем найти отношение массы кислорода к массе азота в атмосферном воздухе:

• Масса кислорода в 1 кг атмосферного воздуха / Масса азота в 1 кг атмосферного воздуха = (1 - 0.78) / 0.78 = 0.22 / 0.78 ≈ 0.2821

Это отношение дает нам количество кислорода (O2), необходимое для сгорания 1 кг азота (N2) в антраците.

Теперь мы можем вычислить общий объем воздуха, необходимый для сгорания антрацита. Поскольку молекулярная масса азота (N2) равна приблизительно 28 г/моль, а молекулярная масса кислорода (O2) равна приблизительно 32 г/моль, мы можем использовать эти значения для вычисления объема воздуха при нормальных условиях (н.у.).

• Масса азота (N2) в 1 кг антрацита = 0.01 кг
• Масса кислорода (O2) для сгорания азота = 0.01 кг * 0.2821 = 0.002821 кг
• Масса кислорода (O2) для сгорания углерода (C) = 0.96 кг
• Масса кислорода (O2) для сгорания водорода (H) = 0.02 кг

Теперь найдем количество молей каждого из этих элементов и используем закон Дальтона для вычисления объема воздуха при н.у. (нормальных условиях):

• Моль азота (N2) = (0.01 кг / 28 г/моль) = 0.000357 моль
• Моль кислорода (O2) для сгорания азота = (0.002821 кг / 32 г/моль) = 0.000088 моль
• Моль кислорода (O2) для сгорания углерода = (0.96 кг / 32 г/моль) = 0.03 моль
• Моль кислорода (O2) для сгорания водорода = (0.02 кг / 32 г/моль) = 0.000625 моль

Теперь объединим моль азота и моль кислорода, которые нужны для сгорания:

• Общее количество молей азота и кислорода = 0.000357 моль (N2) + 0.03 моль (O2 для C) + 0.000625 моль (O2 для H) = 0.030982 моль

Теперь мы можем использовать закон Дальтона для вычисления объема воздуха при н.у.:

V = (n * Vm) / (P * T)

где:

• V - объем воздуха при н.у.
• n - количество молей газа
• Vm - молярный объем газа при н.у. (приблизительно 22.4 л/моль)
• P - давление при н.у. (приблизительно 1 атмосферное давление)
• T - температура при н.у. (приблизительно 273 К)

Подставим значения:

V = (0.030982 моль * 22.4 л/моль) / (1 атм * 273 К) ≈ 0.832 л

Таким образом, для полного сгорания 1 кг антрацита, при условии нормальных условий (н.у.), требуется около 0.832 л воздуха.