1. Сколько воздуха будет необходимо для полного сгорания угля весом 30 кг, если содержание углерода в нем составляет

Задача 1.
В данной задаче нам необходимо найти объем воздуха, необходимого для полного сгорания угля.
Для начала найдем количество каждого элемента в 30 кг угля. Учитывая процентное содержание каждого элемента, получаем следующие значения:
- Углерод: 82,2% от 30 кг = 24,66 кг
- Водород: 4,6% от 30 кг = 1,38 кг
- Сера: 1% от 30 кг = 0,3 кг
- Кислород: 4% от 30 кг = 1,2 кг
- Азот: 1,2% от 30 кг = 0,36 кг
- Вода: 1% от 30 кг = 0,3 кг
- Негорючая зола: 6% от 30 кг = 1,8 кг

Далее, зная молярные массы каждого элемента (C - 12 г/моль, H - 1 г/моль, S - 32 г/моль, O - 16 г/моль, N - 14 г/моль), можно рассчитать количество вещества каждого элемента:

- Углерод: 24,66 кг / 12 г/моль = 2,055 моль
- Водород: 1,38 кг / 1 г/моль = 1,38 моль
- Сера: 0,3 кг / 32 г/моль = 0,009375 моль
- Кислород: 1,2 кг / 16 г/моль = 0,075 моль
- Азот: 0,36 кг / 14 г/моль = 0,025713 моль
- Вода: 0,3 кг / 18 г/моль = 0,016667 моль
- Негорючая зола: 1,8 кг, так как зола не участвует в реакции, ее можно не учитывать.

Для полного сгорания угля необходимо, чтобы все углерод и водород соединились с кислородом, образуя СО2 и Н2О, при этом необходимо моль кислорода в два раза больше, чем моль углерода, и в два раза больше, чем моль водорода. Исходя из этого, вычислим количество кислорода, которое необходимо:

- Кислород для углерода: 2,055 моль х 2 = 4,11 моль
- Кислород для водорода: 1,38 моль х 2 = 2,76 моль

Общее количество кислорода составит 4,11 моль + 2,76 моль = 6,87 моль.

Одна молярная доля газа в нормальных условиях (н.у.) занимает объем 22,4 л. Поэтому для нахождения объема воздуха, нам необходимо узнать количество молей воздуха, которые содержат 6,87 моль кислорода.

1 моль кислорода соответствует 1 моль воздуха, поэтому объем воздуха можно найти, умножив 6,87 моль на 22,4 л/моль.

Ответ: Для полного сгорания угля весом 30 кг необходимо 6,87 моль воздуха, что составляет 153,9 л воздуха.

Задача 2.
В данной задаче мы должны найти общий объем метана и ацетилена, которые требуется сжечь для выделения 5000 кДж теплоты по каждому из термохимических уравнений реакций.

Для реакции CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + 880 кДж:
Данная реакция выделяет 880 кДж теплоты при полном сгорании 1 моля метана. Нам необходимо найти количество молей метана, эквивалентное 5000 кДж. Для этого мы можем использовать пропорцию:

880 кДж --> 1 моль метана
5000 кДж --> х моль метана

Подставив значения и решив полученное уравнение, находим количество молей метана, равное 5,681 моль.

Учитывая, что в реакции каждая молекула метана соответствует 1 моль метана, получаем, что для выделения 5000 кДж теплоты необходимо 5,681 моль метана.

Аналогично, для реакции 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O + 3000 кДж:
Данная реакция выделяет 3000 кДж теплоты при полном сгорании 1 моля ацетилена. Нам необходимо найти количество молей ацетилена, эквивалентное 5000 кДж. Подставив значения в пропорцию и решив уравнение, получаем количество молей ацетилена, равное 10 моль.

Итак, для выделения 5000 кДж теплоты необходимо 5,681 моль метана и 10 моль ацетилена.

Ответ: Общий объем (н.у.) метана и ацетилена, который требуется сжечь, для выделения 5000 кДж теплоты составляет:
- Для метана: 5,681 моль * 22,4 л/моль = 127,1064 л
- Для ацетилена: 10 моль * 22,4 л/моль = 224 л