Question

Рассчитайте массы угля и воды для получения 22,4 м3 водяного газа

Answer 1

Ответ: 6 кг; 9 кг

Краткое условие задачи:

Дано:

V(СО+Н2) = 22,4 м³

Найти:

m(C)-?

m(H2O) -?

Решение.

n(CO+H2) = V/Vm = 22,4 м³/22,4 м³/кмоль = 1 кмоль

С + Н2О = СО + Н2

Из УХР следует, что n(C) = n(H2O) = 0,5n(CO+H2)

n(C)=n(H2O) = 0,5*1 кмоль = 0,5 кмоль

М(С) = 12 кг/кмоль

m(C) = n(C)*M(C) = 0,5 кмоль*12 кг/кмоль = 6 кг

М(Н2О) = 18 кг/кмоль

m(H2O) = n(H2O)*M(H2O) = 0,5 моль*18 кг/кмоль = 9 кг

Answer 2

Для рассчета массы угля и воды, необходимой для получения 22,4 м3 водяного газа, мы должны учесть, что водяной газ (H2O) состоит из водорода (H2) и кислорода (O2). Мы также должны учесть молекулярные массы компонентов.

1. Молекулярная масса водорода (H2) составляет примерно 2 г/моль (2 g/mol).
2. Молекулярная масса кислорода (O2) составляет примерно 32 г/моль (16 g/mol за каждый атом, и в молекуле O2 два атома).
3. Молекулярная масса воды (H2O) составляет примерно 18 г/моль (2 г за H2 + 16 г за O2).

Теперь давайте определим количество молей водяного газа (H2O), которые соответствуют 22,4 м3 при нормальных условиях (0°C и 1 атмосферное давление). Для этого используем уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

Где: P - давление (1 атмосфера) V - объем (22,4 м3) n - количество молей R - универсальная газовая постоянная (примерно 0,0821 л⋅атм/моль⋅К) T - температура (в Кельвинах)

Для наших условий: P = 1 атмосфера V = 22,4 м3 R = 0,0821 л⋅атм/моль⋅К T = 273 K (0°C в Кельвинах)

Теперь мы можем выразить количество молей (n):

n = PV / RT n = (1 атмосфера * 22,4 м3) / (0,0821 л⋅атм/моль⋅К * 273 K)

n ≈ 1 моль

Теперь мы знаем, что 1 моль водяного газа (H2O) соответствует 22,4 м3 объема при нормальных условиях.

Масса 1 моля водяного газа (H2O) равна молекулярной массе воды (18 г/моль). Поэтому масса 22,4 м3 водяного газа будет:

Масса = 1 моль * 18 г/моль = 18 г

Таким образом, для получения 22,4 м3 водяного газа необходимо около 18 г воды.