Вычислите объём кислорода, требующийся для сжигания 100 г угля, массовая доля углерода в котором 85%

Для решения данной задачи необходимо использовать химическое уравнение сгорания угля, которое выражается следующим образом:

C + O2 -> CO2

Из уравнения видно, что для сгорания одного моля угля требуется один моль кислорода. С учетом массовой доли углерода в угле (85%), можно рассчитать массу углерода в 100 г угля:

Масса углерода = 100 г * 0.85 = 85 г

Так как массовое соотношение углерода и кислорода в угле 1:1, то масса кислорода, необходимая для сгорания 85 г углерода, также составит 85 г.

Для перевода массы кислорода в объем необходимо воспользоваться законом Шарля: V = n Vm T / P

Где: V - объем кислорода n - количество молей кислорода Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль) T - температура в Кельвинах (обычно принимается 273 K) P - давление (обычно принимается 1 атм)

Рассчитаем количество молей кислорода: n = масса / молярная масса = 85 г / 16 г/моль = 5.3125 моль

Подставим полученные значения в формулу: V = 5.3125 моль 22.4 л/моль 273 К / 1 атм = 31.1775 л

Таким образом, для сжигания 100 г угля потребуется около 31.18 л кислорода.

Для сжигания 100 г угля нужно 300 г кислорода.

Для решения этой задачи сначала нужно определить количество углерода в 100 г угля, затем вычислить, сколько кислорода потребуется для его полного сжигания.

1. Определение массы углерода в угле:

   Массовая доля углерода в угле составляет 85%. Следовательно, в 100 г угля содержится:

   [ \text{Масса углерода} = \frac{85}{100} \times 100 = 85 \text{ г} ]

2. Химическая реакция сжигания углерода:

   Углерод сгорает в присутствии кислорода с образованием углекислого газа по уравнению:

   [ \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 ]

   Из уравнения видно, что 1 моль углерода реагирует с 1 молью кислорода.

3. Молярная масса веществ:

   • Молярная масса углерода ( \text{C} = 12 \text{ г/моль} )
   • Молярная масса кислорода ( \text{O}_2 = 32 \text{ г/моль} )

4. Вычисление количества молей углерода:

   Количество молей углерода в 85 г:

   [ n(\text{C}) = \frac{85 \text{ г}}{12 \text{ г/моль}} \approx 7.08 \text{ моль} ]

5. Вычисление количества кислорода:

   Поскольку 1 моль углерода требует 1 моль кислорода, то для 7.08 моль углерода потребуется 7.08 моль кислорода.

6. Вычисление массы кислорода:

   Масса 7.08 моль кислорода:

   [ m(\text{O}_2) = 7.08 \text{ моль} \times 32 \text{ г/моль} = 226.56 \text{ г} ]

7. Вычисление объёма кислорода:

   При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль любого идеального газа занимает объём 22.4 литра. Поэтому объём 7.08 моль кислорода равен:

   [ V(\text{O}_2) = 7.08 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 158.59 \text{ л} ]

Таким образом, для сжигания 100 г угля, содержащего 85% углерода, потребуется примерно 158.59 литров кислорода.