Який об єм метану було розкладено, якщо було отримано 60 кг сажі?

Smesharik_7507

33

Для решения этой задачи нам понадобится знание общей формулы реакции окисления метана. Реакция окисления метана (CH4) приводит к образованию углекислого газа (CO2) и воды (H2O). Формула реакции выглядит следующим образом:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Известно, что было получено 60 кг сажи. Сажа является продуктом неполного сгорания метана, что указывает на то, что не весь метан был полностью окислен. Ответим на вопрос, сколько метана было расспалено.

1. Сперва найдем количество углерода (С) в саже. Молекула углерода в углекислом газе (CO2) состоит из одного атома углерода. Поэтому, будет 60 кг.

2. Так как молекула метана CH4 состоит из одного атома углерода (С) и 4 атомов водорода (Н), мы можем найти количество метана, распавшегося по формуле выше.

Так как каждый молекула метана содержит 1 атом углерода, и мы знаем, что 60 кг сажи содержит 60 кг углерода, то количество молекул метана можно рассчитать, поделив массу углерода на молярную массу углерода. Молярная масса углерода равна 12 г/моль.

Количество моль углерода: \[\frac{60\, \text{кг}}{12\, \text{г/моль}} = 5\, \text{моль}\]

3. Теперь мы знаем, что каждая молекула метана CH4 разложилась на 1 молекулу углерода С и 2 молекулы воды Н2О. Значит, количество моль метана будет равно числу моль углерода.

Количество моль метана: 5 моль

4. Наконец, чтобы найти массу метана, мы умножаем количество моль метана на его молярную массу. Молярная масса метана (CH4) равна 16 г/моль.

Масса метана: \(5\, \text{моль}\cdot 16\, \text{г/моль} = 80\, \text{г}\)

Таким образом, если было получено 60 кг сажи, то обьем метана, который распался, составляет 80 г.