Сколько литров угарного газа (CO) образуется в газопеногенераторе из кокса массой 1 кг, если массовая доля углерода составляет 90%? Какой объем кислорода потребуется для этого?
Химия11 классРеакции горения углеродаугарный газCOгазопеногенераторкоксмассовая доля углеродаобъём кислородахимия 11 класс
Для решения задачи нам нужно провести несколько шагов, чтобы определить, сколько литров угарного газа (CO) образуется из кокса, а также какой объем кислорода понадобится для этого процесса.
Шаг 1: Определение массы углерода в коксеСначала найдем массу углерода в 1 кг кокса. Если массовая доля углерода составляет 90%, то:
Теперь мы можем перевести массу углерода в моли. Молярная масса углерода (C) составляет примерно 12 г/моль. Переведем массу углерода в граммы:
Теперь найдем количество моль углерода:
В процессе, который нас интересует, углерод реагирует с кислородом, образуя угарный газ (CO) по следующему уравнению:
C + 1/2 O2 → CO
Из уравнения видно, что 1 моль углерода дает 1 моль угарного газа. Таким образом, количество угарного газа, образующегося из 75 моль углерода, также будет равно 75 моль.
Шаг 4: Определение объема угарного газаПри нормальных условиях (0°C и 1 атмосфера) 1 моль газа занимает объем 22.4 литра. Следовательно, объем угарного газа можно найти следующим образом:
Теперь определим, сколько кислорода потребуется для этой реакции. Из уравнения видно, что для 1 моль углерода требуется 0.5 моль кислорода. Следовательно, для 75 моль углерода потребуется:
Теперь найдем объем кислорода: