Среди источников энергии, добываемых в российской Арктике, особое место занимает природный газ. Его основным компонентом является метан - бинарное соединение, содержащее 75%…

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):

1. Преобразуем молярную массу метана в кг: \[ 16 \, \text{г/моль} = 0,016 \, \text{кг/моль} \]

2. 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.