题目
生产半水煤气时，煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下，76%（摩尔分数）的碳生成二氧化碳，其余的生成一氧化碳。试计算：(1) 含碳量为 81.38% 的 100(kg) 焦炭能生成 0.1013(MPa)、303(K) 的吹风气若干立方米？(2) 所得吹风气的组成和各气体分压。
生产半水煤气时，煤气发生炉在吹风阶段的某种情况下，$76\%$（摩尔分数）的碳生成二氧化碳，其余的生成一氧化碳。试计算： (1) 含碳量为 $81.38\%$ 的 $100\text{kg}$ 焦炭能生成 $0.1013\text{MPa}$、$303\text{K}$ 的吹风气若干立方米？ (2) 所得吹风气的组成和各气体分压。
题目解答
答案
1. 焦炭中碳的摩尔数为 $ n_C = 6781.67\,\text{mol} $。
2. 根据反应，$ n_{CO_2} = 5153.83\,\text{mol} $，$ n_{CO} = 1627.60\,\text{mol} $，$ n_{N_2} = 22449.66\,\text{mol} $。
3. 总摩尔数 $ n_{\text{总}} = 29231.09\,\text{mol} $。
4. 吹风气体积为：
\[
V = \frac{29231.09 \times 0.0821 \times 303}{1} \approx 727\,\text{m}^3
\]
5. 吹风气组成为：
- $ CO_2 $：17.63%，$ P_{CO_2} = 0.0179\,\text{MPa} $
- $ CO $：5.57%，$ P_{CO} = 0.0056\,\text{MPa} $
- $ N_2 $：76.79%，$ P_{N_2} = 0.0778\,\text{MPa} $
最终结果：
(1) 吹风气体积约为727 m³。
(2) 组成及分压见上文。