Какой объем (л) метана (н. у.) сгорел в кислороде, если при этом выделено 201 кДж теплоты? Уравнение реакции: CH4

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон сохранения энергии и знание уравнения реакции.

Сначала нам нужно найти количество метана, сгоревшего в кислороде. Для этого нам понадобится пропорция между количеством метана и выделившейся теплотой.

Из уравнения реакции нам известно, что каждый молекула метана (CH4) сгорает с двумя молекулами кислорода (O2), образуя две молекулы воды (H2O) и одну молекулу углекислого газа (CO2), при этом выделяется 804 кДж теплоты.

Сначала рассчитаем количество молекул метана, соответствующее выделенной теплоте по пропорции:

\[
\frac{{\text{{Количество метана}}}}{{\text{{Количество выделенной теплоты метана}}}} = \frac{{\text{{Количество метана в задаче}}}}{{\text{{Выделенная теплота в задаче}}}}
\]

Подставим известные значения:

\[
\frac{{\text{{Количество метана}}}}{{804 \, \text{{кДж}}}} = \frac{{201 \, \text{{кДж}}}}{{\text{{Количество выделенной теплоты метана в задаче}}}}
\]

Далее, найдем количество молекул метана, сгоревших в кислороде:

\[
\text{{Количество метана в задаче}} = \frac{{201 \, \text{{кДж}} \times \text{{Количество метана}}}}{{804 \, \text{{кДж}}}}
\]

Теперь, чтобы найти объем метана в литрах, нам понадобится использовать стандартный газовый объем.

Один моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях (н. у.).

Таким образом, количество молекул метана нужно преобразовать в моль:

\[
\text{{Количество молекул метана}} = \frac{{\text{{Количество метана в задаче}}}}{{\text{{Молярная масса метана}}}}
\]

Молярная масса метана (CH4) равна примерно 16 г/моль.

Теперь мы можем найти объем метана:

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \text{{Количество молекул метана}} \times \text{{Стандартный газовый объем}}
\]

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \text{{Количество молекул метана}} \times 22,4 \, \text{{л/моль}}
\]

Таким образом, подставим все значения и рассчитаем:

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \frac{{201 \, \text{{кДж}} \times \text{{Количество метана}}}}{{804 \, \text{{кДж}}}} \times \frac{{22,4 \, \text{{л}}}}{{\text{{Молярная масса метана}}}}
\]

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \frac{{201 \, \text{{кДж}} \times \text{{Количество метана}}}}{{804 \, \text{{кДж}}}} \times \frac{{22,4 \, \text{{л}}}}{{16 \, \text{{г/моль}}}}
\]

Подставим известное значение для молярной массы метана:

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \frac{{201 \, \text{{кДж}} \times \text{{Количество метана}}}}{{804 \, \text{{кДж}}}} \times \frac{{22,4 \, \text{{л}}}}{{16 \, \text{{г/моль}}}}
\]

Теперь выполняем вычисления:

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \frac{{201 \times \text{{Количество метана}} \times 22,4}}{{804 \times 16}}
\]

\[
\text{{Объем метана (л)}} = \frac{{201 \times \text{{Количество метана}} \times 1.4}}{{804}}
\]

Теперь, чтобы найти требуемый объем метана (л), нам нужно найти число метана:

\[
\text{{Количество метана}} = \frac{{804 \times \text{{Объем метана (л)}}}}{{201 \times 1.4}}
\]

Теперь выполняем вычисления:

\[
\text{{Количество метана}} = \frac{{804 \times \text{{Объем метана (л)}}}}{{201 \times 1.4}}
\]

Таким образом, мы можем получить значение объема метана в литрах, сгоревшего в кислороде, выполнив необходимые вычисления. Учитывая, что точность вычислений должна быть до сотых, округлим полученный результат до двух знаков после запятой. Если после округления результат будет иметь целую часть, он будет являться объемом метана в литрах, в противном случае результат будет иметь десятичную часть и единицу измерения литра.