а) Какова масса и количество вещества метана, если для его полного сгорания было использовано 11,2 л (н.у.) кислорода?

Тема урока: Масса и количество вещества метана

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать соотношение между объемами газов, молярными объемами газов и их стехиометрическими соотношениями при реакции.

Молекулярная формула метана - CH4. Полное сгорание метана в кислороде приводит к образованию одной молекулы углекислого газа (CO2) и двух молекул воды (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O

Теперь у нас есть соотношение между метаном и кислородом: 1 молекула метана соответствует 2 молекулам кислорода.

Нам дано, что было использовано 11,2 л (н.у.) кислорода. Мы должны определить массу и количество вещества метана.

Сначала найдем количество вещества кислорода, используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT. Предположим, что объем кислорода был измерен при нормальных условиях (н.у.), где T = 273,15 К и P = 1 атм. Молярный объем газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.

n(кислород) = V(кислород) / Vм(кислород)

n(кислород) = 11,2 л / 22,4 л/моль = 0,5 моль

Теперь, используя стехиометрическое соотношение, мы можем найти количество метана.

n(метан) = n(кислород) / 2

n(метан) = 0,5 моль / 2 = 0,25 моль

Затем мы можем использовать молярную массу метана (16,04 г/моль) для расчета массы метана.

Масса метана = n(метан) * молярная масса метана

Масса метана = 0,25 моль * 16,04 г/моль = 4,01 г

Таким образом, масса и количество вещества метана составляют 4,01 г и 0,25 моль соответственно.

Например: Рассчитайте массу и количество вещества метана, если для его полного сгорания было использовано 9 л (н.у.) кислорода.

Совет: Помните, что для решения стехиометрических задач важно знать уравнение реакции и учитывать стехиометрические соотношения между веществами.

Дополнительное упражнение: Какая масса и количество вещества углекислого газа образуется при полном сгорании 10 г метана?