Question

Какой объём воздуха (н.у.) используется для сжигания водяного газа, полученного из угля массой 1 кг? СРОЧНО!

Answer 1

1кг                      х       у
 С    +   H2O  =   H2 + CO
1 моль             1 моль  1 моль

находим количество С
n(C) = m/M = 1000г / 12г/моль = 83,33 моль

n(H2) = n(C) = 83,33 моль
n(CO) = n(C) = 83,33 моль

83.33
   2H2 + O2 = 2H2O
2 моль  1 моль

83,33
2CO  + O2 = 2CO2
2 моль 1 моль

и при сгорании водорода и угарного газа кислорода требуется в 2 раза меньше сгораемого газа, следовательно в сумме обеих реакций количество кислорода = 83,33 моль

V(O2) = n*Vm = 83,33 моль  * 24,4 л/моль =1866,59 л
в воздухе кислорода примерно 20%, следовательно объем воздуха в 5 раз больше объема кислорода = 5 * 1866,59 = 9332,16 л

Answer 2

Для сжигания водяного газа, полученного из угля массой 1 кг, необходимо знать состав водяного газа. Водяной газ, или синтез-газ, состоит преимущественно из водорода (H2) и оксида углерода (CO). Обычно его соотношение составляет около 2:1.

Уравнение реакции сжигания водяного газа можно записать следующим образом: 2H2 + O2 -> 2H2O

Из уравнения видно, что для полного сжигания 1 молекулы водяного газа необходимо 1 молекула кислорода. При этом образуется 2 молекулы воды.

Молярная масса угля равна примерно 12 г/моль, а молярная масса водяного газа, принимая во внимание его состав, составляет около 18 г/моль.

Таким образом, масса водяного газа, полученного из 1 кг угля, составляет: 1 кг угля * (1 моль угля / 12 г) * (18 г / 1 моль) = 1,5 кг водяного газа

Чтобы определить объем воздуха (н.у.), необходимого для сжигания этого количества водяного газа, нужно знать, что воздух состоит преимущественно из азота (N2) и кислорода (O2) в соотношении около 4:1.

Уравнение реакции сжигания водяного газа с учетом этого состава воздуха будет выглядеть следующим образом: 2H2 + O2 + 3,76N2 -> 2H2O + 3,76N2

Из уравнения видно, что для полного сжигания 1 молекулы водяного газа необходимо 1 молекула кислорода и 3,76 молекул азота. При этом образуется 2 молекулы воды и 3,76 молекул азота.

Объем воздуха (н.у.), необходимого для сжигания 1,5 кг водяного газа, можно определить, зная, что 1 моль идеального газа занимает примерно 22,4 литра при нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия, давление 1 атмосфера). Молярная масса воздуха составляет около 29 г/моль.

Таким образом, масса воздуха, необходимая для сжигания 1,5 кг водяного газа, составляет: 1,5 кг водяного газа * (1 моль водяного газа / 18 г) * (3,76 моль азота / 1 моль водяного газа) * (29 г / 1 моль) = 9,9 кг воздуха

Объем воздуха (н.у.), необходимый для сжигания этого количества водяного газа, можно рассчитать, учитывая, что масса 1 моль идеального газа при нормальных условиях составляет примерно 28,97 г: 9,9 кг воздуха * (1 моль воздуха / 28,97 г) * (22,4 л / 1 моль) = 78,3 л воздуха (н.у.)

Таким образом, для сжигания водяного газа, полученного из 1 кг угля, необходимо около 78,3 литра воздуха при нормальных условиях.