При пропускании нагретой смеси метана с водяным паром над катализатором получили 5,6 л (н. у.) водорода. Опреде- лите объём метана, вступившего в реакцию. Дано,решение и ответ

Давайте разберем данный вопрос шаг за шагом.

Для начала, нам нужно вспомнить реакцию, которая происходит при пропускании метана \( \text{CH}_4 \) с водяным паром \( \text{H}_2\text{O} \) над катализатором. Эта реакция называется паровым реформингом метана и протекает по уравнению:

\[ \text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{CO} + 3\text{H}_2 \]

Согласно этому уравнению, 1 моль метана реагирует с 1 моль водяного пара, образуя 1 моль угарного газа и 3 моля водорода.

Теперь, если мы получили 5,6 л водорода \( \text{H}_2 \) при нормальных условиях (н. у.), то можно использовать закон Авогадро, который утверждает, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра.

Для нахождения объема метана, который вступил в реакцию, сначала нужно определить, сколько молей водорода мы получили:

\[ \text{Количество H}_2 = \frac{5,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,25 \, \text{моль} \]

Так как по уравнению реакции на 1 моль метана образуется 3 моля водорода, можно установить соотношение:

\[ \text{Количество CH}_4 = \frac{1}{3} \times \text{Количество H}_2 = \frac{1}{3} \times 0,25 \, \text{моль} = \frac{0,25}{3} \, \text{моль} \approx 0,0833 \, \text{моль} \]

Теперь переводим количество метана в объем при нормальных условиях:

\[ \text{Объем CH}_4 = 0,0833 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 1,87 \, \text{л} \]

Таким образом, объем метана, вступившего в реакцию, составляет приблизительно 1,87 литра.

Ответ: 1,87 л метана.