Химия
8 класс
Вопрос
Выходящий из доменной печи газ имеет следующий состав (объемные доли φ в %): φ(CO)2,−12,0;φ(СО)−28,0;φ(H2)−3,0;φ(CH4−0,6;φ(C2H4)−0,2;φ(N2)−56,2.
Рассчитайте, сколько потребуется воздуха (в м3) для полного сжигания 200м3 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 O2 на объемные доли газов (из условия) :
2CO+O2=2CO22H2+O2=2H2OCH4+2O2=CO2+2H2OC2H4+3O2=2CO2+2H2O|−14,0−1,5−1,2−0,6
Всего 17,30,2=86,5 частей воздуха на 100 частей газа; 200м3 газа соответствуют 2⋅86,5=173м3+20 % (34,6м3) воздуха; всего 207,6м3 воздуха. По второму вопросу задачи - 207,6⋅0,2=41,52м3O2 на 200м3 газа; тогда получится 20,76м3O2 или 103,8м3 воздуха и соответственно 83,04м3 азота на 100м3 доменного газа.
Баланс по уравнениям реакций:
CO212,00+28,00+0,60+0,40¯41,00|H2O3,00+1,2+0,40¯4,60|N256,20+83,04¯139,24|O220,76−17,30¯3,46
Всего: 41,00 + 4,60 + 139,24 + 3,46 = 188,30 объемных частей газа.
φ(CO2)=41,00188,30100=21,77 %
φ(H2O)=4,60188,30100=2,44 %
φ(N2)=139,24188,30100=73,95 %
φ(O2)=3,46188,30100=1,84 %