Химия

8 класс
Вопрос
Выходящий из доменной печи газ имеет следующий состав (объемные доли $ \varphi$ в %): $ \varphi (CO)_{2}, - 12,0; \varphi (СО) - 28,0; \varphi (H_{2}) - 3,0; \varphi (CH_{4} - 0,6; \varphi (C_{2}H_{4}) - 0,2; \varphi (N_{2}) - 56,2$. Рассчитайте, сколько потребуется воздуха (в $м^{3}$) для полного сжигания $200 м^{3}$ этого газа (объемы измерены при одной температуре). Считать, что содержание кислорода в воздухе около 20 % по объему. Определите количественный состав продуктов сжигания доменного газа в 20 %-м избытке воздуха.
Ответ


По первому вопросу задачи - приходится объемных частей $O_{2}$ на объемные доли газов (из условия) :

$ \left . \begin {matrix}
2CO + O_{2} = 2CO_{2} \\
2H_{2} + O_{2} = 2H_{2}O \\
CH_{4} + 2O_{2} = CO_{2} + 2H_{2}O \\
C_{2}H_{4} + 3O_{2} = 2CO_{2} + 2H_{2}O
\end {matrix} \right | \begin {matrix} - 14,0 \\ - 1,5 \\ - 1,2 \\ - 0,6 \end {matrix}$

Всего $\frac{17,3}{0,2} = 86,5$ частей воздуха на 100 частей газа; $200 м^{3}$ газа соответствуют $2 \cdot 86,5 = 173 м^{3} + 20$ % ($34,6 м^{3}$) воздуха; всего $207,6 м^{3}$ воздуха. По второму вопросу задачи - $207,6 \cdot 0,2 = 41,52 м^{3} \: O_{2}$ на $200 м^{3}$ газа; тогда получится $20,76 м^{3} \: O_{2}$ или $103,8 м^{3}$ воздуха и соответственно $83,04 м^{3}$ азота на $100 м^{3}$ доменного газа.

Баланс по уравнениям реакций:

$ \left . \begin {matrix} CO_{2}\\ 12,00 \\ + \\ 28,00 \\ + \\ 0,60 \\ + \\ 0,40 \\ \overline{41,00} \end {matrix} \right | \left . \begin {matrix} H_{2}O \\ 3,00 \\ + \\ 1,2 \\ + \\ 0,40 \\ \overline{4,60} \\ \\ \\ \end {matrix} \right | \left . \begin {matrix} N_{2} \\ 56,20 \\ + \\ 83,04 \\ \overline{139,24} \\ \\ \\ \\ \\ \end {matrix} \right | \begin {matrix} O_{2} \\ 20,76 \\ - \\ 17,30 \\ \overline{3,46} \\ \\ \\ \\ \\ \end {matrix}$

Всего: 41,00 + 4,60 + 139,24 + 3,46 = 188,30 объемных частей газа.

$ \varphi (CO_{2}) = \frac{41,00}{188,30} 100 = 21,77$ %
$ \varphi (H_{2}O) = \frac{4,60}{188,30} 100 = 2,44$ %
$ \varphi (N_{2}) = \frac{139,24}{188,30} 100 = 73,95$ %
$ \varphi (O_{2}) = \frac{3,46}{188,30} 100 = 1,84$ %
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Многие выдающиеся физикохимики были великолепными популяризаторами науки. В своих научно-популярных лекциях они демонстрировали общеизвестные химические явления, убедительно доказывая объективность действия физико-химических законов. Вам вполне по силам воспроизвести, например, некоторые простые эксперименты Майкла Фарадея, проведенные им при чтении цикла популярных лекций под названием «Химическая история свечи» в 1860 г. Целью опытов, поставленных Фарадеем, было выяснить сущность явлений горения и свечения пламени. а. Зажгите горелку Бунзена или Теклю и закройте приток воздуха. Понаблюдайте за строением языка пламени и интенсивностью его свечения. б. Откройте приток воздуха к горелке и проведите те же наблюдения. в. Теперь зажгите парафиновую свечу и также понаблюдайте за строением языка пламени и интенсивностью его свечения. г. Посмотрите на зажженное преподавателем пламя водорода, обратив внимание на интенсивность его свечения и структуру. Хорошо известно, что светимость пламени придают нагретые твердые частицы. Расположите изученные вами виды пламени в порядке, соответствующем интенсивности их свечения, обратив внимание на разницу в размерах пламени. Распределите их также в соответствии с вероятными температурами сгорания названных веществ и обратите внимание на возникшее противоречие. д. Возьмите кусочек $CaO$ диаметром 4-5 мм, поместите его на конце железной проволоки (например, в ее петельке) и введите проволоку с веществом в пламя тех видов, которые были рассмотрены в пунктах (а-г). Обратите внимание на интенсивность свечения пламени. Эти опыты можно также провести, используя графитовую петлю или платиновую проволоку. Опыты, описанные в пункте (г), лучше проводить сразу же после опытов, описанных в пункте (в). На основании опытов дайте ответ на следующие вопросы: 1. Почему пламя, возникающее при сгорании водорода на воздухе, вопреки его высокой температуре «не светит»? 2. Что «светит» в пламени газовой горелки и в пламени свечи? 3. Схематически изобразите исследованные вами виды пламени. Выделите в них те части, которые обладают наиболее интенсивным свечением. 4. Какая среда - окислительная или восстановительная - преобладает в светящей части пламени? Мотивируйте свой ответ. 5. Какой механизм процесса и какая последовательность этапов при сжигании газа и парафина согласуются с вашими наблюдениями?
8 класс Химия Средняя
Углеводород, содержащий 14,28 % водорода, имеет плотность 2,11 г/л при температуре $27^{ \circ } С$ и давлении 940 мбар. Определите его молекулярную формулу, напишите все возможные структурные формулы изомеров, назовите вещества. К каким классам органических соединений они относятся?
8 класс Химия Средняя
Какой объем воды необходимо прибавить к 300 мл раствора хлороводорода с массовой долей $HCl$ 20 % ($\rho = 1,1 г/мл$), чтобы получить раствор с массовой долей $HCl$ 5 % ?
8 класс Химия Средняя
Приведенная на рис. схема представляет в упрощенном виде технологическую линию по переработке хлорида натрия (на ней не показаны некоторые необходимые в производстве аппараты: насосы, промывные башни, теплообменники и пр.). Буквами $R_1, R_2, \cdots R_9$ на схеме обозначены реакторы и аппараты, в которых протекают основ, ные химические процессы. Линиями 1 - 20 обозначены трубопроводы, по которым осуществляется транспорту ровка сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, а буквами А - F отмечены резервуары и контейнеры для готовой продукции. а. Приведите уравнения реакций, осуществляемых в реакторах $R$. Опишите принципы действия этих реакторов и кратко охарактеризуйте происходящие в них процессы (допустим, например, что в некотором реакторе $R_{10}$ осуществляется растворение $NaOH$ в горячей воде). б. Объясните, что транспортируется по трубопроводам 1-20. в. Назовите готовую продукцию, находящуюся в резервуарах и контейнерах $A-F$. При решении задачи можно воспользоваться следующими дополнительными данными: $R_1$ - электролизер с ртутными катодами и графитовыми анодами; $R_3$ - батарея выпарных аппаратов (обозначен только один из них) для концентрирования растворов: $R_5$ - фильтр-пресс для отделения кристаллов от раствора; $R_6$ - сушильная камера; $F$ - ненасыщенное соединение (мономер), который после полимеризации включается в состав ряда широко распространенных пластмасс; 1 - водный раствор хлорида натрия; 2 и 17 - вода; 10 - известковое молоко,
8 класс Химия Средняя
Неизвестный металл массой 10 г опустили в раствор $AgNO_{3}$. Через некоторое время масса металлического осадка стала равной 26 г, а масса нитрата неизвестного металла - 18 г. Определите неизвестный металл. Степень окисления металла в составе нитрата равна +2.
8 класс Химия Средняя
Смесь железа, алюминия и меди массой 5,0 г обработали избытком раствора соляной кислоты, при этом выделился водород объемом $1,900 дм^{3}$ (н.у.). При действии на эту смесь массой 3,0 г концентрированным раствором $NaOH$ получили водород объемом $0,672 дм^{3}$ (н.у.). Определите состав исходной смеси ($\omega$, %).
8 класс Химия Средняя
На предприятии был приготовлен раствор щелочи путем смещения 800 кг 42,1 %-ного, 12 500 кг 40,7 %-ного и 7200 кг 29,2 %-ного растворов $NaOH$. а. Какова концентрация полученного после смешения раствора? б. Сколько килограммов 32 %-ного раствора $NaOH$ можно получить из приготовленного описанным образом раствора?
8 класс Химия Средняя
В качестве азотных удобрений можно применять нитрат аммония $NH_{4}NO_{3}$ и карбамид $NH_{4}NO_{3}$ и карбамид $(NH_{2})_{2}CO$. 1 кг карбамида стоит $a$ рублей, а 1 кг нитрата аммония - $b$ рублей, причем $a > b$. Считая, что растения усваивают азот полностью, определите, при каком соотношении $a : b$ применение нитрата аммония станет более выгодным.
8 класс Химия Средняя
Некоторый препарат технического фосфида цинка загрязнен металлическим цинком. В результате действия соляной кислоты на данное вещество получены фосфористый водород и водород (в отношении $5 : 1$). Каково процентное содержание металлического цинка в исследуемом препарате?
8 класс Химия Средняя
Какие два вещества вступили в реакцию и при каких условиях, если в результате образовались следующие вещества (указаны все продукты реакции без коэффициентов): 1) $\rightarrow CuSO_{4} + SO_{2} + H_{2}O$; 2) $\rightarrow CuSO_{4} + NO_{2} + H_{2}O$; 3) $\rightarrow I_{2} + KNO_{3} + NO + H_{2}O$. Напишите полные уравнения реакций.
8 класс Химия Средняя