Дано: m(C)=6 кг
Найти: m(CO2)-?, V(CO2)-?
Решение
1-й способ
1. Количество вещества углерода рассчитываем по формуле: n=m/M, где M ― молярная масса.
M(C)=12 кг/кмоль
n(C)=m(C):M(C)=6 кг : 12 кг/кмоль=0,5 кмоль
2. Химическое уравнение: C + O2 = CO2
По уравнению реакции n(С)/1=n(CO2)/1, поэтому
n(CO2)=n(C)=0,5 кмоль
3. Массу углекислого газа рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(CO2)=44 кг/кмоль
m(CO2)=n(CO2)•M(CO2)=0,5 кмоль • 44 кг/кмоль=22 кг
4. Объём углекислого газа рассчитываем по формуле: V=n•Vm, где Vm― молярный объём.
V(CO2)=n(CO2)•Vm=0,5 кмоль • 22,4 м3/кмоль=11,2 м3
2-й способ
Уравнение реакции:
6 кг х кг
C + O2 = CO2
12 кг 44 кг
Над формулами соединений С и CO2 записываем заданную в условии задачи массу угля (6 кг) и неизвестную массу углекислого газа (х кг), а под формулами соединений ― массу соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
M(C)=12 кг/кмоль, масса 1 кмоль=12 кг
M(CO2)=44 кг/кмоль, масса 1 кмоль=44 кг
Массу углекислого газа рассчитываем с помощью пропорции:
6 кг / 12 кг = х кг / 44 кг, отсюда
х=m(CO2)=6 кг • 44 кг : 12 кг=22 кг
Объём углекислого газа рассчитываем по формуле: V=n•Vm, где Vm― молярный объём.
V(CO2)=n(CO2)•Vm=0,5 кмоль • 22,4 м3/кмоль=11,2 м3
3-й способ
Уравнение реакции:
6 кг х м3
C + O2 = CO2
12 кг 22,4 м3
Над формулами соединений С и CO2 записываем заданную в условии задачи массу угля (6 кг) и неизвестный объём углекислого газа (х м3), а под формулами соединений ― массу и объём соответствующего количества вещества согласно коэффициентам в химическом уравнении.
При н.у. 1 кмоль любого газа занимает объём 22,4 м3.
M(C)=12 кг/кмоль, масса 1 кмоль=12 кг
Объём углекислого газа рассчитываем с помощью пропорции:
6 кг / 12 кг = х м3 / 22,4 м3, отсюда
х=V(CO2)=6 кг • 22,4 м3 : 12 кг=11,2 м3
Массу углекислого газа рассчитываем по формуле: m=n•M, где M ― молярная масса.
M(CO2)=44 кг/кмоль
m(CO2)=n(CO2)•M(CO2)=0,5 кмоль • 44 кг/кмоль=22 кг
Ответ: m(CO2)=22 кг, V(CO2)=11,2 м3