Номер 5, страница 70 - гдз по химии 10 класс учебник Колевич, Матулис

5.Напишите уравнение реакции пиролиза метана с образованием водорода и углерода. Найдите массу углерода, который может быть получен при полном разложении 44,8 $dm^3$ (н. у.) метана.

5.Дано:
$V(\text{CH}_4) = 44,8\text{ дм}^3$
$V_m = 22,4\text{ дм}^3/\text{моль}$ (н. у.)
$M(\text{C}) = 12\text{ г/моль}$

Найти:
$m(\text{C}) - ?$

Решение:

1. Запишем уравнение реакции высокотемпературного пиролиза метана (разложение на простые вещества при температуре около $1000\text{ }^\circ\text{C}$ и выше):
$$\text{CH}_4 \xrightarrow{t} \text{C} + 2\text{H}_2$$

2. Вычислим количество вещества метана, вступившего в реакцию:
$$n(\text{CH}_4) = \frac{V(\text{CH}_4)}{V_m} = \frac{44,8\text{ дм}^3}{22,4\text{ дм}^3/\text{моль}} = 2\text{ моль}$$

3. По уравнению реакции определяем количество выделившегося углерода:
По стехиометрическим коэффициентам видно, что из $1\text{ моль}$ метана образуется $1\text{ моль}$ углерода:
$$n(\text{C}) = n(\text{CH}_4) = 2\text{ моль}$$

4. Рассчитаем массу полученного углерода:
$$m(\text{C}) = n(\text{C}) \cdot M(\text{C}) = 2\text{ моль} \cdot 12\text{ г/моль} = 24\text{ г}$$

Ответ: $m(\text{C}) = 24\text{ г}$.