Для решения этой задачи шаг за шагом разберемся с каждым этапом.
1. Установление формулы метана
Метан — это простое органическое соединение, состоящее из углерода и водорода. Его химическая формула записывается как CH₄. Это значит, что молекула метана содержит один атом углерода (C) и четыре атома водорода (H).
Ответ: CH₄
2. Вычисление молярной теплоты сгорания метана
Шаг 1: Определение состава метана
- Мы уже установили, что формула метана — CH₄.
Шаг 2: Вычисление молярной массы метана
- Масса атома углерода (C) в соответствии с периодической таблицей составляет примерно 12 г/моль.
- Масса атома водорода (H) составляет примерно 1 г/моль.
Теперь вычислим молярную массу:
[
M_{CH_4} = 1 \times M_C + 4 \times M_H
]
[
M_{CH_4} = 12 , \text{г/моль} + 4 \times 1 , \text{г/моль} = 12 , \text{г/моль} + 4 , \text{г/моль} = 16 , \text{г/моль}
]
Шаг 3: Преобразование теплоты сгорания в кДж/моль
- Указано, что удельная теплота сгорания метана равна 50,2 МДж/кг.
- Поскольку 1 МДж = 1000 кДж, то:
[
50,2 , \text{МДж/кг} = 50200 , \text{кДж/кг}
]
Чтобы найти молярную теплоту сгорания (в кДж/моль), нам нужно перемножить эту величину на молярную массу метана (в кг):
Преобразуем молярную массу метана в кг:
[
16 , \text{г/моль} = 0,016 , \text{кг/моль}
]
Теперь находим молярную теплоту сгорания:
[
q_{м} = 50200 , \text{кДж/кг} \times 0,016 , \text{кг/моль}
]
[
q_{м} = 803,2 , \text{кДж/моль}
]
Итоговый ответ
С округлением до целых:
Ответ: 803
Таким образом, формула метана — CH₄, а молярная теплота сгорания метана — 803 кДж/моль.
