Химия

8 класс
Вопрос
Паровой котел производительностью 1 т/ч водяного пара при $100^{\circ} С$ обогревается светильным газом, имеющим следующий состав: 48 % водорода, 33 % метана, 9 % окиси углерода, 2 % этилена, 2 % этана, 3 % двуокиси углерода и 3 % азота. Теплота сгорания водорода составляет 8 ккал/моль, метана - 210,8 ккал/моль, окиси углерода 67,6 ккал/моль, этилена - 331,6 ккал/моль, этана - 373 ккал/моль. а. Каков расход светильного газа в сутки, если тепловые потери при температуре $100^{\circ} С$ составляют 75%; вода поступает в котел при температуре $10^{\circ} С$, теплоемкость воды равна 1 кал/г-град, а теплота парообразования - 539 кал/г? б. Напишите уравнения сгорания компонентов светильного газа.
Ответ


Для получения 1 т водяного пара при температуре $100^{\circ} С$ из 1 т воды, взятой при $10^{\circ} С$, потребуется $Q = 1000 кг \cdot c_{H_2O} \cdot \delta t + 1000 Q_{\: исп} = 1000 \cdot 1 \cdot 90 + 1000 \cdot 519 = 609 000$ ккал. Так как тепловые потери составляют 75 %, то придется затратить 2436000 ккал.

Вычислим количество тепла, выделяющегося при сгорании $1 м^3$ (1000 л) светильного газа. Этот объем газа включает 480 л водорода, 26 л этилена, 330 л метана, 20 л этана, 90 л окиси углерода и 60 л негорючих газов. Тепловые эффекты реакций горения известны:

$2H_2 + O_2 = 2H_2O + 115,6$ ккал,
$CH_4 + 2O_2 = CO_2 + 2H_2O + 210,8$ ккал,
$2CO + O_2 = 2CO_2 + 135,2$ ккал,
$C_2H_4 + 3O_2 = 2CO_2 + 2H_2О + 331,6$ ккал,
$C_2H_6 + 3,502 = 2CO_2 + 3H_2O + 373$ ккал.

Водород (480 л), содержащийся в $1 м^3$ светильного газа, выделит при сгорании

$Q = \frac{115,6 \cdot 480}{44,8} = 1238,6$ ккал.

Аналогично устанавливаем, что при сгорании

метана выделится 3105,5 ккал,
окиси углерода - 271,4 ккал,
этилена - 296 ккал,
этана - 333 ккал.

В целом при сгорании $1 м^3$ светильного газа выделится $5244,5 \approx 5245$ ккал. Ранее было установлено, что для получения 1 т водяного пара необходимо затратить 2436000 ккал. Следовательно, для получения такого количества тепла потребуется сжечь $V = 2436000 : 5245 = 464,45 м^3$ светильного газа, а расход газа в сутки составит $464,45 \cdot 24 = 11146,8 м^3$.
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме

Смесь, содержащую $NaF, NaCl$ и $NaBr$ (масса галогенидов равна 49,1 г), растворили в воде. К половине раствора добавили избыток раствора $CaCl_{2}$. В результате реакции выпал осадок массой 7,8 г. Ко второй половине добавили избыток раствора $AgNO_{3}$. При этом образовался осадок массой 33,15 г. Определите массовую долю хлорида натрия в исходной смеси.
8 класс Химия Средняя
В школьной химической лаборатории утеряна этикетка с банки, содержащей белое кристаллическое вещество. С помощью имевшихся реактивов удалось установить, что это вещество принадлежит к числу кристаллогидратов солей серной кислоты, однако из-за недостатка реактивов не было выяснено, какой катион входит в состав соли. Для определения состава вещества количественными методами взвесили 56,75 г его, растворили в воде и раствор разбавили до объема 500 мл. Одну из проб этого раствора объемом 20 мл обработали избытком 0,1 н. раствора аммиака, а на другую, также объемом 20 мл, подействовали избытком 0,1 н. раствора $BaCl_2$. В обоих случаях выпали осадки, массы которых после их отделения, промывания л прокаливания равны 0,348 г (первого) и 2,381 г (второго). Установите формулу неизвестной соли.
8 класс Химия Средняя
Природный газ содержит в среднем 85% метана, 6% кислорода, 3% окиси углерода, 1,5% азота, 4,5% $CO_2$. Какой объем воздуха необходим для сгорания $1 м^3$ этого газа? Предполагается, что содержание кислорода в воздухе составляет 21% (по объему).
8 класс Химия Средняя
Простое вещество массой 4 г, образованное элементом А, сожгли в атмосфере кислорода. Полученное вещество растворили в 60 г 20% -ного раствора гидроксида натрия. Определите элемент А, если известно, что при растворении получилось 96 г раствора, а массовая доля щелочи уменьшилась до 12,5%.
8 класс Химия Средняя
Монохлорпроизводное, полученное в результате хлорирования некоторого предельного углеводорода, подвергли гидролизу раствором гидроокиси калия. Продукт этой реакции выделили и осторожно окислили с помощью бихромата калия в присутствии серной кислоты. Пробу полученного при окислении соединения массой 2,904 г обработали избытком гидроокиси меди в сильнощелочной среде при нагревании до температуры около $80^{\circ} С$. В результате реакции выпал осадок закиси меди, масса которого равна 7,154 г. а. Вычислите молекулярную массу монохлор прозводного предельного углеводорода, установите его формулу и дайте название. б. Напишите химические уравнения проведенных превращений и назовите образующиеся вещества.
8 класс Химия Средняя
В баллоне емкостью 45 л находится кислород под давлением 145 ати (избыточное давление). Затем из баллона выпускают некоторое количество кислорода, после чего давление там падает до 83 атм. Какое количество кислорода находилось первоначально в баллоне и какое количество его было изъято, если температура составляла $20^{\circ} С$ (количество изъятого кислорода выразить в $дм^3$ и кг)?
8 класс Химия Средняя
Определите максимальный объем углекислого газа (н. у.), который может быть поглощен раствором, полученным при взаимодействии 2,3 г натрия с 100 г воды.
8 класс Химия Средняя
В пробирках без надписей содержатся твердые нитрат свинца, карбонат бария, хлорид стронция, сульфат железа (III), а также растворы йодида и сульфата калия, азотной и соляной кислот, аммиака. Как, не прибегая к другим реактивам, определить каждое из названных веществ? Написать уравнения соответствующих реакций.
8 класс Химия Средняя
Определите, в каком направлении протекает самопроизвольно данная окислительно-восстановительная реакция при стандартных условиях: $H_{2}SO_{4} + HCl \leftrightarrow Cl_{2} + H_{2}SO_{3} + H_{2}O$.
8 класс Химия Средняя
Для нейтрализации 0,19 г распространенной органической кислоты, плотность паров которой по водороду 30, требуется 31,7 мл 0,1 М раствора гидроксида натрия. Напишите название и структурную формулу кислоты.
8 класс Химия Средняя