Дано:
Масса угля = 5.50 кг = 5500 г
Массовая доля углерода в угле = 0.950
Молярная масса углерода (C) = 12.01 г/моль
Теплота, выделяемая при сгорании 1 моль углерода = 393.5 кДж = 393500 Дж
Найти:
1. Количество тепла, выделяющееся при сгорании угля.
2. Объем кислорода, затрачиваемый при сгорании.
Решение:
1. Находим массу углерода в угле:
Масса углерода = Масса угля * Массовая доля углерода
Масса углерода = 5500 г * 0.950 ≈ 5225 г
2. Находим количество моль углерода:
n(C) = Масса углерода / Молярная масса углерода
n(C) = 5225 г / 12.01 г/моль ≈ 435.53 моль
3. Теперь находим количество теплоты, выделяющееся при сгорании углерода:
Q = n(C) * Теплота на 1 моль углерода
Q = 435.53 моль * 393500 Дж/моль ≈ 171,337,955.5 Дж
4. Переведем количество теплоты в кДж:
Q = 171337.96 кДж
5. По уравнению реакции сгорания углерода:
C + O2 → CO2
Для 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода. Следовательно, для 435.53 моль углерода потребуется такое же количество моль кислорода:
n(O2) = n(C) = 435.53 моль
6. Найдем объем кислорода при нормальных условиях:
V(O2) = n(O2) * 22.4 л/моль
V(O2) = 435.53 моль * 22.4 л/моль ≈ 9764.67 л
Ответ:
Количество тепла, выделяющегося при сгорании угля, составляет примерно 171337.96 кДж, а объем кислорода 9764.67 л