Чтобы решить задачу, нам нужно сначала определить, что происходит в реакции сгорания угля и как рассчитать выход реакции в процентах.
Шаг 1: Понимание реакции сгорания
При сгорании угля (который в основном состоит из углерода) в присутствии кислорода образуется углекислый газ (CO₂). Реакция можно записать следующим образом:
[ \text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 ]
Шаг 2: Указанные данные
- Масса угля (углерода) = 5 кг
- Объем выделившегося углекислого газа (CO₂) = 7952 л
Шаг 3: Определение теоретически возможного выхода углекислого газа
Сначала нам нужно выяснить, сколько углекислого газа (CO₂) может образоваться из 5 кг углерода.
Определим количество молей углерода:
- Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
- Переведем массу угля в граммы: 5 кг = 5000 г.
- Количество молей углерода:
[
n(\text{C}) = \frac{m(\text{C})}{M(\text{C})} = \frac{5000 , \text{г}}{12 , \text{г/моль}} \approx 416.67 , \text{моль}
]
В результате сгорания 1 моль углерода образуется 1 моль углекислого газа (CO₂), соответственно, 416.67 моль углерода даст 416.67 моль CO₂.
Рассчитаем объем CO₂, который образуется при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает приблизительно 22.4 л:
[
V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \times 22.4 , \text{л/моль} = 416.67 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 9333.33 , \text{л}
]
Шаг 4: Расчет выхода реакции
Теперь, чтобы найти выход реакции в процентах, используем следующую формулу:
[
\text{Выход реакции} , (%) = \left( \frac{V_{\text{факт}}}{V_{\text{теор}}} \right) \times 100
]
Где:
- ( V_{\text{факт}} = 7952 , \text{л} ) (выделившийся объем)
- ( V_{\text{теор}} \approx 9333.33 , \text{л} ) (теоретически возможный объем)
Подставим в формулу:
[
\text{Выход реакции} , (%) = \left( \frac{7952}{9333.33} \right) \times 100 \approx 85.2 %
]
Ответ
Выход реакции составляет примерно 85.2%.
Если есть вопросы по конкретным шагам или нужны дополнительные разъяснения, не стесняйтесь спрашивать!
