Какова масса воды, образовавшейся при сжигании 200 г метана CH4, содержащего 4% примесей, и израсходовании

Муха

70

Для решения данной задачи, нам необходимо определить количество молей метана и кислорода, а затем использовать химическое уравнение реакции сжигания метана, чтобы сопоставить количество молей метана и воды.

1. Определение количества молей метана:
Масса метана CH4, содержащего 4% примесей, составляет 200 г. Поскольку 4% массы - примеси, то масса чистого метана составляет 96% от общей массы метана.
Масса чистого метана = 200 г × 0,96 = 192 г.

Теперь, чтобы определить количество молей метана, нам нужно знать его молярную массу. Молярная масса метана CH4 равна сумме масс атомов каждого элемента: 12 г/моль (углерод) + 4 г/моль (водород) = 16 г/моль.

Количество молей метана = масса метана / молярная масса метана = 192 г / 16 г/моль = 12 моль.

2. Определение количества молей кислорода:
Масса кислорода О2 составляет 640 г. Молярная масса кислорода равна 32 г/моль (по таблице Менделеева, так как О2 - молекула кислорода, состоящая из двух атомов).
Количество молей кислорода = масса кислорода / молярная масса кислорода = 640 г / 32 г/моль = 20 моль.

3. Применение химического уравнения реакции сжигания метана:
Согласно уравнению реакции сжигания метана:
CH4 + 2О2 -> CO2 + 2Н2О

Из уравнения видно, что для каждого моля метана сжигается 2 моля кислорода и образуется 2 моля воды. Соотношение между числом молей метана и воды - 1:2.

Таким образом, поскольку у нас есть 12 молей метана, количество молей воды, образовавшейся при реакции сжигания метана равно 2 × 12 = 24 моль.

4. Определение массы воды:
Масса воды можно определить, зная ее молярную массу. Молярная масса воды (Н2О) равна сумме масс атомов каждого элемента: 2 г/моль (водород) + 16 г/моль (кислород) = 18 г/моль.

Масса воды = количество молей воды × молярная масса воды = 24 моль × 18 г/моль = 432 г.

Таким образом, масса воды, образовавшейся при сжигании 200 г метана с примесями и израсходовании 640 г кислорода, составляет 432 г.