Для решения задачи начнем с определения массы одного моля метана (CH4). Молярная масса метана составляет:
- Углерод (C): 12 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль
Таким образом, молярная масса метана:
\[ 12 \, \text{г/моль} + 4 \, \text{г/моль} = 16 \, \text{г/моль} \]
Теперь, чтобы найти количество вещества в 48 граммах метана, используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где \( n \) — количество вещества, \( m \) — масса вещества, \( M \) — молярная масса.
Подставим известные значения:
\[ n = \frac{48 \, \text{г}}{16 \, \text{г/моль}} = 3 \, \text{моль} \]
Теперь найдем объем метана. При нормальных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Используем это значение для расчета:
\[ V = n \times V_m \]
где \( V \) — объем, \( n \) — количество вещества, \( V_m \) — молярный объем газа.
Подставляем данные:
\[ V = 3 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 67,2 \, \text{л} \]
Таким образом, количество метана составляет 3 моль, а его объем при нормальных условиях — 67,2 литра.