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 расчета масс угля и воды, необходимых для получения 22,4 м³ водяного газа (H2O), мы должны знать состав водяного газа и использовать стехиометрические соотношения.

Состав водяного газа (H2O) следующий:

• Молекула воды (H2O) состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O).

Стехиометрическое соотношение для образования одной молекулы воды:

• 2 молекулы водорода (H2) + 1 молекула кислорода (O2) = 2 молекулы водяного газа (H2O).

Таким образом, один моль водорода (H2) превращается в один моль водяного газа (H2O), и массы этих молекул равны.

Теперь давайте рассчитаем количество молей водяного газа в 22,4 м³. Для этого мы можем использовать уравнение состояния идеального газа:

PV = nRT

где: P - давление (стандартное атмосферное давление примерно равно 1 атмосфере или 101,3 кПа) V - объем (22,4 м³) n - количество молей газа R - универсальная газовая постоянная (примерно 8,31 Дж/(моль·К)) T - температура в Кельвинах

Для учета температуры и давления в стандартных условиях (0°C и 1 атмосфера), температура в Кельвинах будет равна 273,15 K.

Теперь, давайте рассчитаем количество молей (n):

(101.3 kPa) * (22.4 m³) = n * (8.31 J/(mol·K) * 273.15 K)

n = (101.3 kPa * 22.4 m³) / (8.31 J/(mol·K) * 273.15 K)

n ≈ 1.007 моль

Теперь у нас есть количество молей водяного газа. Поскольку один моль водорода превращается в один моль водяного газа, масса водорода (H2) будет примерно равна массе водяного газа.

Масса одного моля водорода (H2) составляет примерно 2 грамма. Таким образом, масса 1.007 моль водорода (H2) будет примерно равна 2 граммам.

Итак, масса угля и воды для получения 22,4 м³ водяного газа составит примерно 2 грамма.