При пропускании нагретой смеси метана с водяным паром над катализатором получили 5,6л водорода. Определите объем метана,вступившего в реакцию

Для решения задачи необходимо воспользоваться уравнением реакции и законом сохранения массы и объема для газов. Рассмотрим процесс парового риформинга метана, который описывается следующим химическим уравнением:

Шаг 1: Анализ уравнения реакции

Из уравнения видно, что:

• 1 моль метана ($CH_4$) реагирует с 1 молем воды ($H_2O$);
• В результате образуется 1 моль монооксида углерода ($CO$) и 3 моля водорода ($H_2$).

Таким образом, соотношение между метаном и водородом по количеству вещества составляет $1:3$.

Шаг 2: Перевод объемов газа в моли

Объемы газов при одинаковых условиях (например, при нормальных условиях) прямо пропорциональны числу молей. Поэтому можно работать с объемами, не переводя их в моли.

Если получено 5,6 л водорода, то находим количество вещества метана, вступившего в реакцию. По уравнению реакции на 3 части водорода приходится 1 часть метана. Таким образом, объем метана рассчитывается по формуле:

Шаг 3: Подстановка чисел

Подставим известный объем водорода:

Ответ:

Объем метана, вступившего в реакцию, составляет приблизительно 1,87 л.