При пропускании нагретой смеси метана с водяным паром над катализатором получили 5,6 л (н. у.) водорода. Определите объем метана, вступившего в реакцию.
Давайте подробно разберем задачу и решим ее шаг за шагом.
Дано:
- Объем водорода, полученного в результате реакции: 5,6 л (н. у.)
- Реакция происходит при пропускании нагретой смеси метана с водяным паром над катализатором.
- Не указано, какая именно реакция, однако из контекста и условий понятно, что речь идет о паровой конверсии метана.
Основные сведения и формулы
"н.у." — нормальные условия
- 1 моль газа при н.у. занимает объем 22,4 л.
Реакция паровой реформинга метана:
\[ \mathrm{CH_4 + H_2O \rightarrow CO + 3H_2} \]
Комментарий:
Эта реакция показывает, что 1 моль метана дает 3 моль водорода.
Но в задаче речь идет об образовании водорода (H₂). Предположим, что именно эта реакция идет.
Шаг 1. Определить количество молей водорода, полученного
Объем водорода: 5,6 л (н.у.), значит число молей:
\[ n_{H_2} = \frac{\text{Объем водорода}}{\text{Объем 1 моль при н.у.}} = \frac{5,6}{22,4} = 0,25 \text{ моль} \]
Шаг 2. Определить количество метана, вступившего в реакцию
Из реакции:
\[ \mathrm{CH_4 + H_2O \rightarrow CO + 3H_2} \]
Молярное соотношение метана и водорода: 1:3.
Это значит, что на 1 моль метана образуется 3 моль водорода.
Итак, количество метана, входившего в реакцию:
\[ n_{CH_4} = \frac{n_{H_2}}{3} = \frac{0,25}{3} \approx 0,0833 \text{ моль} \]
Шаг 3. Определить объем метана (при н.у.)
Объем метана (газ) при н.у.:
\[ V_{CH_4} = n_{CH_4} \times 22,4 = 0,0833 \times 22,4 \approx 1,867 \text{ л} \]
Итог:
Объем метана, вступившего в реакцию, примерно 1,87 л.
Ответ:
Ответ: около 1,87 литров метана
Если нужны дополнительные разъяснения, или есть вопросы по теме — обращайтесь!
