3. Рассчитать теплотворную способность каменного угля, если известно, что в нем содержится 80% углерода, а в отходящих газах после сгорания угля содержится 14% со2 и 2% со по объему.

Дано: ωC = 80% масс. ω = 14% об. ω = 2 % об.

Qкаменного угля - ?

РЕШЕНИЕ:

Теплотворной способностью топлива называется тепловой эффект, который соответствует сгоранию единицы массы (1 кг) для твердых и жидких видов топлив (Q_р, кДж/кг).

Приводим уравнения горения углерода

С_(к) + О_2(г) = СО_2(г) (4.11)

С_(к) + ½ О_2(г) = СО_(г) (4.12)

Из приведенных уравнений (ур. 4.11, 4.12)следует, что масса сгоревшего углерода пропорционально объемам образовавшихся газов. Поскольку в каменном угле содержится 80% углерода, то в 1000 г каменного угля содержится 800 г углерода и в СО₂ превратилось (ур 4.11)

г углерода,

а в СО превратилось: г углерода (ур. 4.12)

Исходя из того, что тепловые эффекты реакций (4.11) и (4.12) есть стандартные энтальпии образования СО₂ и СО (величины табличные), но взятые с противоположным знаком, поскольку D_rН^o= - Q_р

D_fН^o (298 K, СО₂) = - 393,5 кДж/моль

и D_fН^o(298 K, СО) = - 110,5 кДж/моль

рассчитываем количество теплоты, выделившейся при сгорании 700 г углерода до СО₂ (ур. 4.1). Молярная масса углерода М_С = 12 г/моль.

При сгорании

12 г углерода выделяется 393,5 кДж

700 г углерода выделяется Q_р(4.11) кДж

откуда:

Q_р(4.11) кДж

Рассчитываем количество теплоты, выделившейся при сгорании 100 г углерода до СО (ур.4.12).

при сгорании

12 г углерода выделяется 110,5 кДж

100 г углерода выделяется Q_р(4.12) кДж

откуда:

Q_р(4.12) кДж

Следовательно теплотворная способность каменного угля Q_р = Q_р(4.11) + Q_р(4.12) = 22954 + 921 = 23875 кДж/кг

5. Скорость химических реакций и химическое равновесие уровень а

1. Реакция между веществами а и в выражается уравнением:

А_(Г) + 2В_(Г) = 2С_(Г).

Константа скорости этой реакции равна 0,1. Начальные концентрации реагирующих веществ с = 0,4 моль/л,

с = 0,8 моль/л. Вычислить начальную скорость реакции и определить, во сколько раз она изменится, если концентрация вещества А уменьшится на 0,1 моль/л.

Дано: Уравнение реакции, К = 0,1, с = 0,4 моль/л, с = 0,8 моль/л, сА уменьшается на 0,1 моль/л нач –? = ?

РЕШЕНИЕ: В простейших одностадийных реакциях скорость пропорциональна концентрациям реагирующих веществ в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции: = К·сА· (5.1) = K·с · = 0,1∙0,4·0,82 = =0,0256 моль/(л∙с). Уменьшение концентрации вещества А на 0,1 моль/л сопровождается уменьшением концентрации вещества В на 0,2 моль/л, так как исходные вещества реагируют между собой согласно стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции:

1моль А – 2 моль В