вычислить массу углерода необходимого для получения метана в реакции с 10г водорода.

Для решения задачи о том, сколько углерода нужно для получения метана (CH₄) из водорода, начнем с записи химической реакции:

\[ C + 2H_2 \rightarrow CH_4 \]

В этой реакции один атом углерода (C) реагирует с двумя молекулами водорода (H₂), чтобы образовать одну молекулу метана (CH₄).

Теперь давайте разберемся, сколько углерода нам нужно для реакции с 10 г водорода.

Шаг 1: Находим количество вещества водорода

Сначала определим количество молекул водорода в 10 г. Для этого используем формулу:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \( n \) — количество вещества (в молях),
• \( m \) — масса вещества (г),
• \( M \) — молярная масса вещества (г/моль).

Для водорода (H₂) молярная масса:

\[ M_{H_2} = 2 \times 1 = 2 \text{ г/моль} \]

Теперь подставим значение в формулу:

\[ n_{H_2} = \frac{10 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 5 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Находим количество вещества углерода

Согласно уравнению реакции, на каждый 1 моль метана потребуется 1 моль углерода и 2 моли водорода. Из этого уравнения видно, что на 2 моли водорода требуется 1 моль углерода. Поскольку у нас 5 моль водорода, найдем, сколько углерода нам нужно.

Для 5 моль водорода требуется:

\[ n_C = \frac{5 \, \text{моль H}_2}{2} = 2.5 \, \text{моль C} \]

Шаг 3: Находим массу углерода

Теперь найдем массу углерода, нужную для этой реакции. Для этого используем ту же формулу, что и ранее:

\[ m = n \times M \]

Молярная масса углерода (C):

\[ M_C = 12 \text{ г/моль} \]

Теперь подставим количество молей углерода:

\[ m_C = 2.5 \, \text{моль} \times 12 \, \text{г/моль} = 30 \, \text{г} \]

Ответ

Таким образом, для реакции с 10 г водорода необходимо 30 г углерода для получения метана (CH₄).