Какова масса метана, который прореагировал с водой, если было синтезировано 448 дм³ аммиака из образовавшегося

Solnce_V_Gorode_8313

40

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать соотношение между объемами газов в химической реакции и уравнение реакции.

Изначально, давайте определим уравнение реакции между метаном (CH4) и водой (H2O), чтобы получить аммиак (NH3):

\[ CH4 + 2H2O -> CO2 + 4H2 \]

Из уравнения видно, что каждый метан (CH4) реагирует с двуми молекулами воды (H2O), чтобы образовать одну молекулу углекислого газа (CO2) и четыре молекулы водорода (H2).

Теперь рассмотрим соотношение объемов газов в этой реакции. Согласно закону Гей-Люссака, коэффициенты соотношения в уравнении реакции также являются коэффициентами для объемов газов:

\[ V(CH4):V(H2O):V(CO2):V(H2) = 1:2:1:4 \]

Зная, что объем аммиака (NH3) составляет 448 дм³, мы можем вычислить массу метана (CH4), используя его молярную массу и соотношение объема:

1. Найдем мольный объем аммиака (NH3) (V(NH3)):

Мольный объем аммиака (NH3) можно вычислить, используя общее соотношение между объемом и количеством вещества газа - 22.4 дм³/моль. С помощью этого соотношения можно найти количество вещества аммиака (NH3):

\[ n(NH3) = \frac{{V(NH3)}}{{22.4}} \]

где V(NH3) - объем аммиака.

2. Найдем количество вещества метана (CH4):

Так как соотношение между объемами газов в реакции равно 1:1, количество вещества метана (CH4) будет таким же, как количество вещества аммиака (NH3):

\[ n(CH4) = n(NH3) \]

3. Найдем массу метана (CH4):

Масса метана (CH4) может быть найдена, используя его молярную массу (16.04 г/моль) и количество вещества метана (CH4):

\[ m(CH4) = n(CH4) \cdot M(CH4) \]

где M(CH4) - молярная масса метана.

Теперь, подставим значения и выполним вычисления:

1. Найдем мольный объем аммиака:

\[ V(NH3) = 448 \, дм³ \]

\[ n(NH3) = \frac{{448}}{{22.4}} = 20 \, моль \]

2. Найдем количество вещества метана:

\[ n(CH4) = n(NH3) = 20 \, моль \]

3. Найдем массу метана:

\[ m(CH4) = n(CH4) \cdot M(CH4) \]

Молярная масса метана (CH4) составляет 16.04 г/моль, подставляем в формулу:

\[ m(CH4) = 20 \cdot 16.04 = 320.8 \, г \]

Таким образом, масса метана (CH4), который прореагировал с водой, составляет 320.8 г.