Какова масса метана, который прореагировал с водой, если из образовавшегося водорода был получен аммиак объемом

Тема занятия: Масса метана и объем аммиака в реакции с водой

Разъяснение: В данной задаче требуется найти массу метана, который прореагировал с водой, исходя из объема аммиака, образовавшегося в результате реакции. Для решения этой задачи нам потребуется знание уравнения химической реакции между метаном и водой.

Уравнение реакции между метаном (CH4) и водой (H2O) можно записать следующим образом:

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

Из уравнения видно, что при реакции 1 моль метана превращается в 1 моль углекислого газа (CO2) и образуется 4 моля водорода (H2).

Выражая этот факт количественно, можно сказать, что при реакции 1 моль метана образуется 4 моля водорода. Таким образом, можно составить пропорцию между объемами водорода и метана:

V(H2) / V(CH4) = n(H2) / n(CH4),

где V(H2) и V(CH4) - объемы водорода и метана соответственно, а n(H2) и n(CH4) - количество веществ в молях водорода и метана соответственно.

Из условия задачи, мы знаем объем аммиака (NH3), который образуется в реакции. Он равен 448 дм³. Так как аммиак образуется из водорода, которого образуется в 4 раза больше, то объем водорода равен 448 / 4 = 112 дм³.

Теперь можем использовать полученные данные, чтобы найти массу метана. Для этого нам потребуется расчет массы метана, зная его молярную массу.

M(CH4) = 12.01 г/моль + 4 * 1.008 г/моль = 16.04 г/моль,

где M(CH4) - молярная масса метана.

Масса метана (m(CH4)) можно найти, используя формулу:

m(CH4) = n(CH4) * M(CH4),

где m(CH4) - масса метана, n(CH4) - количество вещества метана в молях.

Так как мы уже знаем, что моль водорода равно моль метана, количество вещества метана равно 112 дм³ / 22400 см³/моль = 0.005 моль.

Подставив это значение в формулу, получаем:

m(CH4) = 0.005 моль * 16.04 г/моль = 0.0802 г.

Таким образом, масса метана, который прореагировал с водой, равна 0.0802 г.

Совет: Для лучшего понимания и запоминания решения подобных задач, рекомендуется учить основные уравнения химических реакций и осознанно понимать принципы пропорциональности в химии.

Ещё задача: В реакции пропана с кислородом образуется углекислый газ и вода. Если известно, что при реакции образовалось 18 г воды, сколько граммов кислорода прореагировали с пропаном, если масса пропана равна 20 г?

Содержание вопроса: Прореагировавшие газы

Инструкция: Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон Дальтона – закон суммарного давления смеси газов. Согласно этому закону суммарное давление газового состава равно сумме частичных давлений каждого газа в смеси. Частичное давление можно выразить через молярную долю как P = X * P0, где P – частичное давление газа, X – молярная доля газа, P0 – суммарное давление смеси.

В данной задаче мы знаем, что объем аммиака составляет 448 дм³. Поскольку аммиак образуется в результате реакции метана с водой, мы можем сказать, что объем водорода, который образовался в реакции, равен 224 дм³ (поскольку метан и водород в реакции находятся в соотношении 1:2).

Мы также знаем, что молярная доля аммиака в газовой смеси составляет 1/3, так как аммиак и водород находятся в соотношении 1:3.

Теперь мы можем воспользоваться законом Дальтона, чтобы выразить молярные доли метана и водорода в газовой смеси.

Молярная доля метана будет X(CH4) = 1 - X(NH3) = 1 - 1/3 = 2/3
Молярная доля водорода будет X(H2) = 2 * X(NH3) = 2 * 1/3 = 2/3

Теперь мы можем выразить массу метана, который прореагировал с водой, используя соотношения между молярной долей и молярной массой. Молярная масса метана (СН4) равна 16 г/моль.

Таким образом, масса метана будет M(CH4) = X(CH4) * молярная масса = (2/3) * 16 г/моль = 32/3 г = 10 2/3 г.

Например:
Задача: Какова масса метана, который прореагировал с водой, если из образовавшегося водорода был получен аммиак объемом 448 дм³?
Решение:
1. Объем водорода равен половине объема аммиака, то есть 224 дм³.
2. Молярная доля метана в газовой смеси составляет 2/3.
3. Молярная масса метана равна 16 г/моль.
4. Масса метана, прореагировавшего с водой, равна (2/3) * 16 г/моль = 32/3 г = 10 2/3 г.

Совет: Чтобы лучше понять задачи на химические реакции, важно использовать данные, доступные в условии задачи, и применять соответствующие химические принципы, такие как закон Дальтона и закон сохранения массы.

Задача на проверку: Какова масса оксида азота, образовавшегося при полном сгорании 10 г аммиака?