Question

12 г угля сожгли в избытке воздуха. Какая масса кислорода воздуха потребовалась для полного окисления угля до углекислого газа? В поле ответа введите массу кислорода в граммах с точностью до целых.

Answer 1

Для решения этой задачи нам нужно составить уравнение химической реакции горения угля в избытке воздуха. Уголь состоит из чистого углерода, поэтому его формула C. Воздух состоит преимущественно из кислорода и азота, но для упрощения мы будем считать, что он содержит только кислород. Углекислый газ имеет формулу CO₂. Тогда уравнение реакции имеет вид:

C + O₂ → CO₂

Для того, чтобы сбалансировать это уравнение, нам нужно приравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой части. Для этого мы можем ввести коэффициенты перед формулами веществ. Коэффициент показывает, сколько молекул или моль данного вещества участвует в реакции. Сбалансированное уравнение имеет вид:

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

C + O₂ → CO₂

Теперь мы можем использовать закон сохранения массы, который гласит, что масса реагентов равна массе продуктов. Это означает, что масса углерода в угле равна массе углерода в углекислом газе, а масса кислорода в воздухе равна массе кислорода в углекислом газе. Мы также можем использовать молярные массы веществ, которые показывают, сколько граммов одной моли вещества. Молярная масса углерода равна 12 г/моль, молярная масса кислорода равна 16 г/моль, а молярная масса углекислого газа равна 44 г/моль. Тогда мы можем записать следующие уравнения:

m(C) = m(CO₂) * 12 / 44

m(O₂) = m(CO₂) * 32 / 44

где m - масса в граммах.

Из условия задачи мы знаем, что масса угля равна 12 г, а масса углерода в нем равна 12 г, так как уголь состоит из чистого углерода. Подставляя эти значения в первое уравнение, мы получаем:

12 = m(CO₂) * 12 / 44

Отсюда мы можем найти массу углекислого газа:

m(CO₂) = 12 * 44 / 12

m(CO₂) = 44 г

Теперь, подставляя это значение во второе уравнение, мы получаем:

m(O₂) = 44 * 32 / 44

m(O₂) = 32 г

Это и есть ответ на задачу. Масса кислорода воздуха, потребовавшаяся для полного окисления угля до углекислого газа, равна 32 граммам.