какой объём углекислого газа выделится при сжигании 5 кг угля, содержащего 12% примесей?

Давайте решим эту задачу шаг за шагом.

Шаг 1: Определение чистого угля

У нас есть 5 кг угля, содержащего 12% примесей. Сначала найдем массу чистого угля:

\[ \text{Масса чистого угля} = \text{Общая масса угля} - \text{Масса примесей} \]

Где масса примесей рассчитывается как:

\[ \text{Масса примесей} = 0.12 \times \text{Общая масса угля} = 0.12 \times 5\, \text{кг} = 0.6\, \text{кг} \]

Теперь найдем массу чистого угля:

\[ \text{Масса чистого угля} = 5\, \text{кг} - 0.6\, \text{кг} = 4.4\, \text{кг} \]

Шаг 2: Определение объема углекислого газа

При сжигании угля основной реакцией является:

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

Одна молекула углерода (C) при полном сгорании образует одну молекулу углекислого газа (CO₂). Чтобы рассчитать количество выделившегося углекислого газа, нам нужна молярная масса углерода и углекислого газа.

• Молярная масса углерода (C) = 12 г/моль
• Молярная масса углекислого газа (CO₂) = 44 г/моль

Шаг 3: Вычисление количества углекислого газа

Сначала преобразуем массу чистого угля в граммы:

\[ 4.4\, \text{кг} = 4400\, \text{г} \]

Теперь находим количество моль угля (C):

\[ \text{Количество моль угля} = \frac{\text{масса угля}}{\text{молярная масса угля}} = \frac{4400\, \text{г}}{12\, \text{г/моль}} \approx 366.67\, \text{моль} \]

Каждый моль угля дает один моль углекислого газа, поэтому количество моль углекислого газа также будет:

\[ \text{Количество моль CO}_2 = 366.67\, \text{моль} \]

Теперь найдём массу углекислого газа, образовавшегося в результате сгорания:

\[ \text{Масса CO}_2 = \text{Количество моль CO}_2 \times \text{молярная масса CO}_2 = 366.67\, \text{моль} \times 44\, \text{г/моль} \approx 16146.68\, \text{г} \]

Переведем массу углекислого газа в килограммы:

\[ \text{Масса CO}_2 \approx 16.15\, \text{кг} \]

Шаг 4: Вычисление объема углекислого газа

Теперь определим объем углекислого газа. При нормальных условиях (при температуре 0°C и давлении 1 атм) 1 моль газа занимает примерно 22.4 литра. Таким образом, объем углекислого газа будет:

\[ \text{Объем CO}_2 = \text{Количество моль CO}_2 \times 22.4\, \text{л/моль} \approx 366.67\, \text{моль} \times 22.4\, \text{л/моль} \approx 8200\, \text{л} \]

Ответ

Объем углекислого газа, выделившегося при сжигании 5 кг угля, содержащего 12% примесей, составит приблизительно 8200 литров.