Question

Визначте обєм метану (н.у.), який можна добути з вуглецю массою 24 г і водню, якщо масова частка виходу продукту становить 97%

Answer 1

C+2H2=CH4

M(C)=12г/моль

n(C)=24/12=2моль

nC:nCH4=1:1

n(CH4)=2моль

V=22,4*2*97/100=43,456л

Answer 2

Для визначення об'єму метану (CH4) в нормальних умовах (н.у.), який можна отримати з вуглецю (C) і водню (H2), нам потрібно спершу розрахувати кількість маси вуглецю та водню у вихідних речовинах, а потім перевести їх у об'єм метану за нормальних умов.

1. Розрахунок кількості маси вуглецю (C) та водню (H2):

   • Маса вуглецю (C) = 24 г
   • Масова частка водню у вихідних речовинах = 100% - 97% = 3%

2. Розрахунок кількості водню (H2):

   • Маса водню (H2) = (3/100) * маса вуглецю
   • Маса водню (H2) = (3/100) * 24 г = 0.72 г

3. Далі визначимо кількість молей вуглецю та водню, використовуючи їх маси та молекулярні маси:

   • Молекулярна маса C = 12 г/моль (молекулярна маса вуглецю)
   • Молекулярна маса H2 = 2 г/моль (молекулярна маса водню)

   Кількість молей вуглецю (n_C) = Маса вуглецю / Молекулярна маса C Кількість молей водню (n_H2) = Маса водню / Молекулярна маса H2

   Кількість молей вуглецю (n_C) = 24 г / 12 г/моль = 2 моль Кількість молей водню (n_H2) = 0.72 г / 2 г/моль = 0.36 моль

4. Реакційна рівність для утворення метану (CH4) з вуглецю і водню має вигляд: C + 2H2 -> CH4

5. Для формування 1 молекули метану (CH4) споживається 1 атом вуглецю (C) і 2 молекули водню (H2).

6. Тепер визначимо кількість молекул метану (CH4), яку можна отримати:

   • Кількість молекул CH4 = Кількість молей вуглецю (n_C) (так як вуглець обмежуючий фактор)

7. Тепер переведемо кількість молекул метану в об'єм за нормальних умов (н.у.). Об'єм 1 моль метану за нормальних умов (н.у.) дорівнює близько 22.4 л.

   • Об'єм метану (CH4) = Кількість молекул CH4 * Об'єм 1 моль CH4 за н.у.
   • Об'єм метану (CH4) = 2 моль * 22.4 л/моль ≈ 44.8 л

Отже, об'єм метану (CH4) за нормальних умов (н.у.), який можна отримати з вуглецю масою 24 г і водню з масовою часткою виходу продукту 97%, становить близько 44.8 л.