Question

Какой объем воздуха потребуется для сжигания: 1) 1 кг угля (С); 2) 1м^3 метана (СН4)? Нужно именно объяснение, как отвечать у доски. ​

Answer 1

m(C) = 1000 g

V(воздуха) - ?

N(кол-во вещества)(C) = 1000 / 12 = 83.3 mol  находим кол-во вещества за массой

83.3mol x mol

C+O2 = CO2       составляем уравнение реакции и по пропорции

1mol 1 mol            находим кол-во вещества кислорода

1:83.3 = 1:x

x = 83.3

V(воздуха) = 83.3 * 22.4 = 1865.92*4 = 7463.68 л

V = N*Vm(22.4 l)

умножили на 4 так как доля кислорода в воздухе +- 24%, а тут надо воздуха. то есть 100 процентов. а 100 процентов=24*4(приблизительно)

2.

V(CH4) = 1m^3

V(O2) - ?

тут все обстоит иначе(легче). т.к у нас известен объем метана, то можно по уравнению сделать пропорцию и найти не кол-во вещества, а объем кислорода сразу

1об.    х об.

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

1об.     2 об.

1:1 = 2:x

x = 2

V(O2) = 2m^3

1 объем равен 1 кубическому метру вещества

Answer 2

Для расчета объема воздуха, необходимого для сжигания 1 кг угля (углерода, C) или 1 м³ метана (CH4), мы должны учитывать химические реакции сгорания и соотношения стехиометрических коэффициентов. Первым делом, давайте рассмотрим сжигание 1 кг угля (С).

1. Сжигание 1 кг угля (С): Уголь состоит в основном из углерода (С), но также может содержать некоторое количество водорода (H), серы (S), азота (N) и других элементов. Однако для упрощения расчетов предположим, что уголь состоит только из углерода.

Реакция сгорания угля: C + O2 -> CO2

Из уравнения видно, что для сжигания 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода. Молярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль, а молярная масса кислорода (O2) примерно 32 г/моль. Таким образом, для сжигания 1 г угля потребуется 32/12 = 2,67 г кислорода. Это соответствует примерно 2,67 / 32 ≈ 0,0833 моль кислорода.

Обратите внимание, что атмосферный воздух состоит примерно из 21% кислорода (О2), поэтому для расчета объема воздуха, который нужен для сжигания 1 кг угля, мы можем использовать это соотношение. Для 1 кг угля нам понадобится:

0,0833 моль * (22,4 л/моль) = примерно 1,87 л воздуха

Таким образом, для сжигания 1 кг угля потребуется примерно 1,87 л воздуха.

2. Сжигание 1 м³ метана (СН4): Метан (CH4) сжигается следующим образом:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Из уравнения видно, что для сжигания 1 моль метана требуется 2 моля кислорода. Молярная масса метана (CH4) составляет примерно 16 г/моль, и молярная масса кислорода (O2) остается той же, что и раньше, 32 г/моль. Таким образом, для сжигания 16 г метана потребуется 32 г кислорода, что соответствует 1 моль метана и 2 моля кислорода.

Поскольку 1 м³ метана имеет массу примерно 0,72 кг (поскольку плотность метана при нормальных условиях примерно 0,72 кг/м³), то для сжигания 1 м³ метана потребуется:

1 моль CH4 + 2 моля O2 = 3 моля газа

Таким образом, для сжигания 1 м³ метана потребуется объем воздуха, равный 3 молям, что при нормальных условиях (0°С и 1 атмосферном давлении) составляет:

3 моля * 22,4 л/моль = 67,2 л воздуха

Итак, для сжигания 1 кг угля потребуется примерно 1,87 л воздуха, а для сжигания 1 м³ метана потребуется 67,2 л воздуха.