Какова масса углерода, которая реагирует с 6,72 литрами водорода для образования метана (СН4)?

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать закон пропорций между объемами газов и их количеством вещества (закон Авогадро). Этот закон гласит, что "одинаковые объемы газов, измеренные при одинаковых условиях температуры и давления, содержат одинаковое количество молекул или атомов".

Давайте разложим задачу на несколько шагов для более ясного объяснения:

Шаг 1: Выразим количество вещества водорода
По задаче нам дан объем водорода равный 6,72 литров. Чтобы найти количество вещества, воспользуемся уравнением идеального газа PV = nRT, где:
P - давление газа,
V - объем газа,
n - количество вещества газа,
R - универсальная газовая постоянная, и
T - температура газа в кельвинах.

Для данной задачи не указаны давление и температура, поэтому мы можем считать их постоянными. Универсальная газовая постоянная R равна около 0,0821 л * атм / моль * К. Переведем объем водорода в моль, используя уравнение:

n(водород) = (V(водород) * P) / (R * T)

Здесь V(водород) - объем водорода, P - давление, T - температура в Кельвинах. В задаче нам не указаны P и T, поэтому мы их опустим и дальше не будем учитывать.

Шаг 2: Выразим количество вещества углерода
В уравнении баланса химической реакции между углеродом и водородом для образования метана мы видим, что одна молекула метана (СН4) образуется из одной молекулы углерода (С) и четырех молекул водорода (Н2). Следовательно, соотношение между молярными количествами углерода и метана равно 1:1.

Таким образом, количество вещества углерода также равно количеству вещества метана.

Шаг 3: Найдем массу углерода
Для этого нам нужно знать молярную массу углерода. Молярная масса углерода равна приблизительно 12 г/моль.

Масса углерода = количество вещества углерода * молярная масса углерода.

Теперь, объединяя все шаги, мы можем решить задачу.

Масса углерода = количество вещества углерода * молярная масса углерода.

Мы уже установили, что количество вещества углерода равно количеству вещества метана, поэтому

Масса углерода = количество вещества метана * молярная масса углерода.

Так как у нас есть объем водорода, нам нужно найти количество вещества метана, а затем использовать это для расчета массы углерода.

Чтобы найти количество вещества метана, воспользуемся тем же уравнением, что и в шаге 1:

n(метан) = (V(водород) * P) / (R * T)

Теперь, подставим полученное количество вещества метана в формулу для массы углерода:

Масса углерода = количество вещества метана * молярная масса углерода.

Таким образом, мы можем решить эту задачу, используя данные объема водорода и молярную массу углерода. К сожалению, без указания давления и температуры не можем дать точный численный ответ, но с помощью указанной формулы можно выразить зависимость массы углерода от объема водорода.