Задача по химии При сжигании 1 грамма метана (CH4) в окислителе выделяется 55,5 кДж теплоты. Найдите теоретически возможное количество углекислого газа (CO2) и воды (H2O), которые образуются при полном сгорании 1 грамма метана.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи, сначала запишем уравнение реакции сгорания метана (CH₄):

[ \text{CH}_4 + 2 \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} ]

Теперь рассчитаем, сколько моль метана содержится в 1 грамме:

Определим молярную массу метана (CH₄):

Углерод (C): 12 г/мольВодород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/мольМолярная масса CH₄ = 12 + 4 = 16 г/моль

Найдем количество моль метана в 1 грамме:
[
n{\text{CH4}} = \frac{m{\text{CH4}}}{M_{\text{CH4}}} = \frac{1\, \text{г}}{16\, \text{г/моль}} = 0,0625\, \text{моль}
]

Теперь воспользуемся уравнением реакции для определения количества образующегося углекислого газа (CO₂) и воды (H₂O):

При полном сгорании 1 моль метана образуется 1 моль углекислого газа и 2 моля воды.Из 0,0625 моль метана получится:
Углекислый газ (CO₂): ( n{\text{CO2}} = n{\text{CH4}} = 0,0625\, \text{моль} )Вода (H₂O): ( n{\text{H2O}} = 2 \times n{\text{CH4}} = 2 \times 0,0625\, \text{моль} = 0,125\, \text{моль} )

Теперь найдем массу получившихся продуктов:

Найдем молярные массы продуктов:

Молярная масса CO₂ = 12 + 2 × 16 = 44 г/мольМолярная масса H₂O = 2 × 1 + 16 = 18 г/моль

Рассчитаем массу углекислого газа и воды:

Масса CO₂:
[
m{\text{CO2}} = n{\text{CO2}} \times M_{\text{CO2}} = 0,0625\, \text{моль} \times 44\, \text{г/моль} = 2,75\, \text{г}
]Масса H₂O:
[
m{\text{H2O}} = n{\text{H2O}} \times M_{\text{H2O}} = 0,125\, \text{моль} \times 18\, \text{г/моль} = 2,25\, \text{г}
]

Таким образом, теоретически возможное количество углекислого газа и воды, которые образуются при полном сгорании 1 грамма метана, составляет:

Углекислый газ (CO₂): 2,75 гВода (H₂O): 2,25 г