При нагревании без доступа воздуха метана до 1000 °C образуется углерод (сажа) и водород. Определите: А) объём (н.у.) израходованного метана, если образовалось 72 г углерода Б) объём (н.у.) водорода, образовавшегося при разложении 48 г метана В) массу углерода, который можно получить 100 л (н.у.) метана
Г) массу водорода, который можно получить из 28 л (н.у.) метана

Дано:

А) m (C) = 72 г.

Б) m (CH₄) = 48 г.

В) V (CH₄) = 100 л.

Г) V (CH₄) = 28 л.

Найти:

A) V (CH₄)

Б) V (H₂)

В) m (C)

Г) m (H₂)

• Запишем саму реакцию для всех пунктов:

CH₄ ==(1000°C)==> C + 2 H₂↑

• По уравнению реакции: ν (CH₄) : ν (C) : ν (H₂) = 1 : 1 : 2

А) Найдём количество углерода:

ν (C) = m/M = 72 г./12 г/моль = 6 моль

Зная отношение количества веществ, найдём количество метана, а затем и его объём:

ν (CH₄) = ν (C) = 6 моль

V (CH₄) = Vm • ν = 22,4 л/моль • 6 моль = 134,4 л.

Б) Найдём количество метана:

ν (CH₄) = m/M = 48 г./16 г/моль = 3 моль

Зная отношение количества веществ, находим количество водорода, а затем и его объём:

ν (H₂) = 2 ν (CH₄) = 2 • 3 моль = 6 моль

V (H₂) = Vm • ν = 22,4 л/моль • 6 моль = 134,4 л.

В) Найдём количество метана:

ν (CH₄) = V/Vm = 100 л./22,4 л/моль ≈ 4,46 моль

Зная отношение количества веществ, находим количество углерода, а затем и его массу:

ν (C) = ν (CH₄) ≈ 4,46 моль

m (C) = M • ν = 12 г/моль • 4,46 моль ≈ 53,52 г.

Г) Найдём количество метана:

ν (CH₄) = V/Vm = 28 л./22,4 моль = 1,25 моль

Зная отношение количества веществ, находим количество водорода, а затем и его массу:

ν (H₂) = 2 ν (CH₄) = 2 • 1,25 моль = 2,5 моль

m (H₂) = M • ν = 2 г/моль • 2,5 моль = 5 г.

A) V (CH₄) = 134,4 л.

Б) V (H₂) = 134,4 л.

В) m (C) ≈ 53,52 г.

Г) m (H₂) = 5 г.