Какова масса метана, который прореагировал с водой, если аммиак объемом 4480 дм³ (н.у.) был получен из образующегося

Для решения данной задачи нам понадобится знание уравнения реакции между метаном и водой, а также умение использовать стехиометрические соотношения. Давайте разберем эту задачу пошагово.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции между метаном и водой:

\[CH_4 + 2H_2O \rightarrow CO_2 + 4H_2\]

Из этого уравнения видно, что между одной молекулой метана и двумя молекулами воды образуется одна молекула углекислого газа и четыре молекулы водорода.

Шаг 2: В задаче сказано, что объем аммиака, полученного из образующегося водорода, составляет 4480 дм³. Нам нужно найти массу метана.

Шаг 3: Для решения данной задачи необходимо привести заданный объем аммиака к количеству вещества, а затем использовать стехиометрические соотношения, чтобы найти количество метана.

Из уравнения реакции видно, что для образования четырех молекул водорода, возникает одна молекула метана. Поэтому соотношение между количеством метана и водорода составляет 1:4.

Шаг 4: Используем формулу переменных для количества вещества, чтобы найти количество метана:

\[ n = \frac{V}{V_m}\]

где \( n \) - количество вещества, \( V \) - объем газа, \( V_m \) - молярный объем газа (универсальная постоянная \( R \) деленная на молярную массу газа).

В этой формуле для нашего случая:

\[ V = 4480\,дм^3\]
\[ V_m = \frac{R}{M_{H_2}}\]

Величина универсальной газовой постоянной \( R \) равна 0,0821 \( \frac{атм \cdot дм^3}{моль \cdot К} \),
а молярная масса водорода \( M_{H_2} \) равна 2 г/моль.

Подставим значения и рассчитаем количество метана:

\[ n_{CH_4} = \frac{V}{V_m} = \frac{4480}{\frac{0,0821}{2}} \approx 109280\,моль \, CH_4 \]

Шаг 5: А теперь мы можем найти массу метана, используя такие соотношения:

\[ m = n \cdot M \]

где \( m \) - масса вещества, \( n \) - количество вещества, \( M \) - молярная масса вещества.

Молярная масса метана \( M_{CH_4} \) составляет 16,04 г/моль. Подставим значения и рассчитаем массу метана:

\[ m_{CH_4} = n_{CH_4} \cdot M_{CH_4} = 109280 \cdot 16,04 \approx 1 753 907,2\, г \]

Ответ: Масса метана, который прореагировал с водой, составляет приблизительно 1 753 907,2 г.

Важно отметить, что при решении данной задачи использовались идеальные условия, а молярные объемы газов рассчитываются для нормальных условий (н.у.).