Для определения массы воды, образующейся при сжигании метана (CH₄), нужно провести расчеты на основе уравнения реакции метана с кислородом:
[
CH_4 + 2 O_2 \rightarrow CO_2 + 2 H_2O
]
Сначала найдем количество кислорода в 22,4 литрах (н.у.). В условиях нормальных условий (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Следовательно, количество молей кислорода (O₂) можно рассчитать как:
[
n(O_2) = \frac{22,4 , l}{22,4 , l/mol} = 1 , mol
]
Согласно уравнению реакции, на 1 моль CH₄ требуется 2 моля O₂. Поскольку у нас есть 1 моль O₂, значит, мы можем использовать лишь 0,5 моль CH₄, так как:
[
1 , mol , O_2 \rightarrow 0,5 , mol , CH_4
]
Теперь определим, сколько воды образуется. По уравнению реакции из 1 моля CH₄ образуется 2 моля H₂O. Таким образом, из 0,5 моля CH₄ получится:
[
0,5 , mol , CH_4 \rightarrow 0,5 \times 2 , mol , H_2O = 1 , mol , H_2O
]
Теперь найдем массу воды (H₂O). Молярная масса воды составляет приблизительно 18 г/моль. Следовательно, масса 1 mol H₂O будет равна:
[
m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 1 , mol \times 18 , g/mol = 18 , g
]
Таким образом, масса воды, образовавшейся при сжигании метана в присутствии 22,4 л кислорода, составляет 18 г.
