Определи массу метана, прореагировавшего с водой, если из образовавшегося водорода был синтезирован аммиак объёмом 11,2 дм³ (н.у.).

Для того чтобы определить массу метана, прореагировавшего с водой, воспользуемся реакциями, протекающими при образовании водорода и синтезе аммиака.

Шаг 1. Определим количество вещества аммиака

Нам известно, что объем аммиака составляет 11,2 дм³ при нормальных условиях (н.у.). Нормальные условия означают, что 1 моль газа занимает 22,4 дм³. Найдем количество вещества $\text{NH}_3$:

Шаг 2. Определим количество водорода, необходимого для синтеза аммиака

Реакция синтеза аммиака из азота и водорода имеет вид:

Из уравнения реакции видно, что для образования 2 моль аммиака требуется 3 моль водорода. Следовательно, для 0,5 моль аммиака потребуется:

Шаг 3. Определим количество метана, которое прореагировало

Реакция получения водорода из метана и воды протекает по следующей схеме:

Из уравнения реакции видно, что из 1 моль метана образуется 3 моль водорода. Следовательно, чтобы получить 0,75 моль водорода, потребуется:

Шаг 4. Найдем массу метана

Молярная масса метана $M(CH_4)$ составляет 16 г/моль. Таким образом, масса метана, прореагировавшего в данной реакции, равна:

Ответ:

Масса метана, прореагировавшего с водой, составляет 4 грамма.