Какова масса метана, реагировавшего с водой, если из синтезированного аммиака объемом 112 дм³ получили?

Valera

24

Для решения данной задачи, нам необходимо знать реакцию, которая происходит между метаном и водой. Реакция протекает следующим образом:

CH4 + 2H2O -> CO2 + 4H2

Мы видим, что одна молекула метана (CH4) реагирует с двумя молекулами воды (2H2O) и образуется одна молекула углекислого газа (CO2) и четыре молекулы водорода (4H2).

В данной задаче, нам известен объем полученного аммиака, который составляет 112 дм³. Но для того, чтобы определить массу метана, реагировавшего с водой, нам нужно знать количество вещества аммиака, которое было использовано.

Для этого, мы можем использовать уравнение идеального газа, которое гласит:

V = n * Vm,

где V - объем газа, n - количество вещества газа, Vm - молярный объем газа.

Молярный объем газа можно вычислить, используя универсальную газовую постоянную R равную 0,0821 л*атм/(моль*К) и условия стандартной температуры и давления (STP) - 0°С и 1 атм.

Vm = V(STP)/n(STP) = (0,0821 л*атм/(моль*К) * 273 К) / (1 атм) = 22,4 л/моль.

Таким образом, мы можем рассчитать количество молей аммиака:

n = V / Vm = 112 дм³ / 22,4 л/моль ≈ 5 моль аммиака.

Исходя из сбалансированной химической реакции, мы знаем, что каждая молекула метана реагирует с двумя молекулами воды. Следовательно, для 5 моль аммиака, нам понадобится соответственно 5 моль метана.

Теперь нам нужно рассчитать массу метана. Для этого мы можем использовать молярную массу метана (CH4), которая равна:
m(CH4) = 12 г/моль (масса атома углерода) + 4 г/моль (масса 4 атомов водорода) = 16 г/моль.

Таким образом, масса метана равна:
m = n * m(CH4) = 5 моль * 16 г/моль ≈ 80 г.

Итак, масса метана, реагировавшего с водой, составляет примерно 80 грамм.