Какая масса углерода необходима для получения метана с 10 г. водорода

Чтобы найти массу углерода, необходимую для получения метана (CH₄) из 10 г водорода (H₂), нам нужно рассмотреть химическую реакцию, которая происходит.

1. Запись уравнения реакции.
   Метан образуется из углерода и водорода по следующей реакции:
   \[ C + 2H_2 \rightarrow CH_4 \] Это уравнение показывает, что 1 моль углерода реагирует с 2 молями водорода для образования 1 моля метана.

2. Определение количества водорода в молях.
   Сначала найдем, сколько молей водорода в 10 г. Для этого нужно знать молекулярную массу H₂.
   Молекулярная масса водорода (H) = 1 г/моль.
   Соответственно,
   Молекулярная масса H₂ = 2 × 1 г/моль = 2 г/моль.

   Теперь мы можем вычислить количество молей водорода:
   \[ n(H_2) = \frac{m}{M} = \frac{10 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 5 \, \text{молей} \]

3. Определение количества углерода в молях.
   Согласно уравнению реакции, для получения 1 моля метана нужно 2 моля водорода, следовательно, для 5 молей водорода потребуется:
   \[ n(C) = \frac{n(H_2)}{2} = \frac{5}{2} = 2.5 \, \text{молей углерода} \]

4. Определение массы углерода.
   Теперь найдем массу углерода, используя его молекулярную массу. Молекулярная масса углерода (C) = 12 г/моль.
   Тогда масса углерода будет:
   \[ m(C) = n(C) \times M = 2.5 \, \text{молей} \times 12 \, \text{г/моль} = 30 \, \text{г} \]

Таким образом, для получения метана из 10 г водорода потребуется 30 г углерода.