Для решения задачи нужно использовать закон сохранения массы и понятие стехиометрии.
- Запишем уравнение реакции сгорания метана:
\[ CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O \]
- Определим мольную массу метана (CH₄):
- C (углерод) = 12 г/моль
- H (водород) = 1 г/моль → 4 водорода = 4 г/моль
- Молярная масса CH₄ = 12 + 4 = 16 г/моль
- Определим мольную массу углекислого газа (CO₂):
- C (углерод) = 12 г/моль
- O (кислород) = 16 г/моль → 2 кислорода = 32 г/моль
- Молярная масса CO₂ = 12 + 32 = 44 г/моль
Теперь найдем количество молей CO₂, образовавшегося в реакции: \[ n_{CO_2} = \frac{m_{CO_2}}{M_{CO_2}} = \frac{69 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} \approx 1.568 \text{ моль} \]
Согласно уравнению реакции, 1 моль метана реагирует с 1 моль углерода, образуя 1 моль CO₂. Значит, количество молей метана будет равно количеству молей CO₂: \[ n_{CH_4} = n_{CO_2} \approx 1.568 \text{ моль} \]
Теперь вычислим массу метана, которая прореагировала: \[ m_{CH_4} = n_{CH_4} \cdot M_{CH_4} = 1.568 \text{ моль} \cdot 16 \text{ г/моль} \approx 25.088 \text{ г} \]
Округляем до десятых: \[ m_{CH_4} \approx 25.1 \text{ г} \]
Таким образом, масса метана, прореагировавшая с кислородом, составляет примерно 25.1 г.