При взаимодействии 0,75 моля метана с водяным паром, какой будет объем образовавшейся газовой смеси (при нормальных

Тема вопроса: Объем образовавшейся газовой смеси при взаимодействии метана с водяным паром.

Инструкция: Для решения этой задачи мы будем использовать соотношение между объемом газа и его количеством вещества, известное как уравнение состояния идеального газа. По данной задаче имеем 0,75 моля метана (CH4).

Чтобы рассчитать объем образовавшейся газовой смеси, нам необходимо учесть, что при взаимодействии веществ метана и воды образуется смесь водяного пара и газа метана. Такое взаимодействие можно представить в виде химического уравнения:

CH4 + 2H2O → CO2 + 4H2

Таким образом, каждый молекула метана требует двух молекул воды. Учитывая, что у нас есть 0,75 моля метана, мы можем рассчитать количество водяного пара, которое будет потребовано:

0,75 моля метана × 2 моля воды/1 моль метана = 1,5 моля водяного пара.

При нормальных условиях (н.у.), объем одной моли газа составляет около 22,4 литра. Следовательно, объем каждой составляющей газовой смеси будет:

Объем водяного пара = 1,5 моля × 22,4 л/моль = 33,6 литра.
Объем метана = 0,75 моля × 22,4 л/моль = 16,8 литра.

Таким образом, общий объем образовавшейся газовой смеси при нормальных условиях будет равен сумме объемов метана и водяного пара:

Объем образовавшейся газовой смеси = 33,6 л + 16,8 л = 50,4 литра.

Совет: Для понимания задачи рекомендуется освежить знания о соотношении между объемом и количеством вещества в идеальном газе. Регулярная практика решения подобных задач также поможет улучшить навыки решения химических задач.

Задание для закрепления: Если у нас была бы 1 моль метана, какой бы был объем образовавшейся газовой смеси при нормальных условиях? (Ответ: 50,4 литра)

Название: Расчет объема газовой смеси при взаимодействии метана с водяным паром.

Инструкция: Для решения данной задачи, нам необходимо знать несколько основных законов газовой химии.

1. Закон Дальтона: суммарное давление газовой смеси равно сумме давлений каждого газа, причем давление каждого газа определяется его молярной долей и парциальным давлением.

2. Закон Гей-Люссака: при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) объем одной моли любого газа составляет 22,4 л.

Теперь, чтобы решить задачу:

1. Определите молярные доли метана (CH4) и водяного пара (H2O). В данном случае, у нас 0,75 моля метана, но нам не дана информация о количестве водяного пара. Предположим, что количество водяного пара также составляет 0,75 моля.

2. Расчет парциальных давлений: парциальное давление метана и водяного пара можно определить, умножив их молярные доли на общее давление газовой смеси.

3. Затем, используя закон Дальтона, найдите суммарное давление газовой смеси, сложив парциальные давления метана и водяного пара.

4. Наконец, используя закон Гей-Люссака, найдите объем газовой смеси, умножив количество молей на 22,4 л.

Пример: При взаимодействии 0,75 моля метана с водяным паром при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атм), какой будет объем образовавшейся газовой смеси?
Решение:
Молярная доля метана и водяного пара по условию равны 0,75. Значит, парциальные давления метана и водяного пара равны 0,75 атм. Суммарное давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений, т.е. 0,75 + 0,75 = 1,5 атм.
Теперь, используя закон Гей-Люссака, объем газовой смеси можно вычислить следующим образом: V = n * 22,4 л, где n - количество молей. В нашем случае n = 0,75 + 0,75 = 1,5 моля. Подставляем значения: V = 1,5 * 22,4 = 33,6 л.
Таким образом, объем образовавшейся газовой смеси будет равен 33,6 л.

Совет: Чтобы лучше понять законы газовой химии, рекомендуется изучить основные понятия такие, как молярная доля, парциальное давление, законы Дальтона и Гей-Люссака. Также посмотрите на примеры решения подобных задач, чтобы лучше понять процесс решения.

Задача для проверки: При взаимодействии 2 моля метана с водяным паром при нормальных условиях (температура 0 °C, давление 1 атм), какой будет объем образовавшейся газовой смеси? (Ответ: 44,8 л)