Мармур в основному складається з карбонату кальцію CaCO₃
Даний:
m (CaCO₃) = 500 кг
ω (домішок) = 30 %
Знайти:
V(CO₂)
Рішення:
При взаємодії карбонату кальцію і соляної кислоти утворюється хлорид кальцію і вугільна кислота, яка нестійка: розкладається на воду і вуглекислий газ.
СаСО₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂o + CO₂ ↑
ω (чистий CaCO₃) = 100% - 30% = 70% = 0,7
m (чистий CaCO₃) = 500 кг * 0,7 = 350 кг
n (CaCO₃) = m: M = 350 кг : 100 кг/кмоль = 3,5 кмоль
Коефіцієнти при карбонаті кальцію і вуглекислому газі однаково ⇒ їх кількість речовини дорівнює 3,5 кмоль.
V (CO₂) =  * n = 22,4 м3 / кмоль * 3,5 кмоль = 78,4 м3
Відповідь: 78,4 м3
Q = 632 кДж/моль.
Будем считать, что сжигание происходит в чистом кислороде, причем строго в стехиометрическом отношении. Будем также считать, что получившаяся вода в жидком, а не газообразном состоянии (поскольку температура равна 100 С, а давление выше атмосферного). Растворимостью газов в воде пренебрежем.
Объем сосуда оставался неизменным - 1 л.
Количества вещества газообразных реагентов и продуктов реакции соотносятся между собой как 3/2 : 2 или 3:4.
Давление p₂ = 3,5 атм после реакции создают 4 объема газов.
Тогда 3 объема газов до реакции создавали давление p₁, равное 3/4 от 3,5 атм:
p₁=3.5*3/4 = 3.5*0.75 = 2,625 атм.
Это давление создавалось кислородом. Найдем количество вещества кислорода из уравнения Менделеева-Клапейрона:
pV = nRT
n = pV/(RT) = 2.625 атм * 101325 Па/атм *1 дм³ /(8,31 Дж/(К*моль)*(100+273)К) = 266*10³ Па * 1 (10⁻¹ м)³ / (8,31 Дж/моль *373) =
= 266*10³ Па * 10⁻³ м³ / (3100 Дж/моль) = 266 Па*м³ / 3100 Дж/моль =
= 0,0858 (Н/м²)*м³ / (Н*м/моль) = 0,0858 Н*м / (Н*м/моль) =
0,0858 моль
Возвращаемся к уравнению сгорания. Как видно, при сгорании 1 моль мочевины расходуется 3/2 моль кислорода и выделяется 632 кДж теплоты. При расходовании 0,0858 моль кислорода выделится х кДж:
CO(NH₂)₂ + 3/2 O₂ = CO₂ + N₂ + 2 H₂O + Q
3/2 моль 632 кДж
0,0858 моль х кДж
х = 0,0858 * 632 / (3/2) = 0,0858*632 / 1,5 = 36,1 кДж
ответ: 36,1 кДж