Чтобы решить задачу, давайте сначала проанализируем, что нам дано и что нужно найти.
Дано:
- Масса муравьиного альдегида (HCHO) = 25 г.
Найти:
- Объем метана (CH₄) при нормальных условиях (н.у.).
Шаг 1: Запишем уравнение реакции
Для получения муравьиного альдегида из метана можно использовать метод окисления. Однако, чтобы упростить задачу, рассмотрим уравнение, в котором метан реагирует с кислородом для образования муравьиного альдегида:
[ \text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{HCHO} + \text{H}_2\text{O} ]
Шаг 2: Найдем молекулярные массы
Чтобы продолжить, вычислим молекулярные массы веществ:
Молярная масса муравьиного альдегида (HCHO):
- H: 1 г/моль × 2 = 2 г/моль (2 атома водорода)
- C: 12 г/моль (1 атом углерода)
- O: 16 г/моль (1 атом кислорода)
В итоге: 2 + 12 + 16 = 30 г/моль
Молярная масса метана (CH₄):
- H: 1 г/моль × 4 = 4 г/моль
- C: 12 г/моль
В итоге: 4 + 12 = 16 г/моль
Шаг 3: Найдем количество молей муравьиного альдегида
Теперь рассчитаем, сколько моль муравьиного альдегида в 25 г:
[
\text{n}_{HCHO} = \frac{\text{массa}}{\text{молярная масса}} = \frac{25 , \text{г}}{30 , \text{г/моль}} \approx 0,833 , \text{моль}
]
Шаг 4: Определим соотношение реакций
Согласно уравнению, 1 моль метана дает 1 моль муравьиного альдегида. Это означает, что нам нужно 0,833 моль метана для получения 0,833 молей муравьиного альдегида.
Шаг 5: Находим объем метана при н.у.
Для газов при нормальных условиях 1 моль занимает объем 22,4 литра. Таким образом, чтобы найти объем метана, который нам нужен:
[
\text{V}{CH_4} = n{CH_4} \times 22,4 , \text{л/моль} = 0,833 , \text{моль} \times 22,4 , \text{л/моль} \approx 18,67 , \text{л}
]
Ответ
Объем метана, необходимый для получения 25 г муравьиного альдегида, составляет приблизительно 18,67 литра.
