Определите массу и объём 5моль метана (CH4)

Молярная масса метана (CH₄) составляет примерно 16 г/моль. Для 5 моль метана масса будет:

[ 5 \, \text{моль} \times 16 \, \text{г/моль} = 80 \, \text{г} ]

Объём газа можно определить по уравнению состояния идеального газа. При нормальных условиях (0 °C, 1 атм) 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра. Поэтому объём 5 моль метана будет:

[ 5 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 112 \, \text{л} ]

Таким образом, масса метана составляет 80 г, а объём — 112 л.

Для определения массы и объёма 5 моль метана (CH₄) воспользуемся основными химическими расчетами.

1. Определим массу метана:

Молярная масса вещества — это масса одного моля вещества. Она определяется как сумма атомных масс элементов, входящих в состав молекулы.

Метан состоит из одного атома углерода (C) и четырёх атомов водорода (H). Атомные массы (в г/моль):

• Углерод (C) = 12 г/моль,
• Водород (H) = 1 г/моль.

Молярная масса метана: [ M_{\text{CH}_4} = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \, \text{г/моль}. ]

Теперь найдём массу 5 моль метана: [ m = n \cdot M, ] где:

• (n = 5 \, \text{моль}) — количество вещества,
• (M = 16 \, \text{г/моль}) — молярная масса.

[ m = 5 \cdot 16 = 80 \, \text{г}. ]

Масса 5 моль метана составляет 80 г.

2. Определим объём метана:

Для газов при нормальных условиях (н.у.), то есть при температуре (T = 0^\circ C) (или 273 К) и давлении (P = 1 \, \text{атм}), можно использовать закон Авогадро. Согласно ему, один моль любого идеального газа занимает объём (V_m = 22.4 \, \text{л/моль}).

Объём газа рассчитывается по формуле: [ V = n \cdot V_m, ] где:

• (n = 5 \, \text{моль}) — количество вещества,
• (V_m = 22.4 \, \text{л/моль}) — молярный объём газа при н.у.

[ V = 5 \cdot 22.4 = 112 \, \text{л}. ]

Объём 5 моль метана при нормальных условиях составляет 112 л.

Итог:

• Масса 5 моль метана: 80 г,
• Объём 5 моль метана (при н.у.): 112 л.

Для того чтобы определить массу и объём 5 моль метана (CH₄), необходимо воспользоваться известными физико-химическими свойствами этого вещества.

1. Определение массы метана:

Молярная масса метана (CH₄) может быть вычислена по атомным массам его составляющих элементов:

• Углерод (C): примерно 12,01 г/моль
• Водород (H): примерно 1,008 г/моль

Таким образом, молярная масса метана: [ M_{CH_4} = M_C + 4 \times M_H = 12,01 \, \text{г/моль} + 4 \times 1,008 \, \text{г/моль} = 12,01 + 4,032 \approx 16,04 \, \text{г/моль} ]

Теперь, зная молярную массу, можно определить массу 5 моль метана: [ m = n \times M = 5 \, \text{моль} \times 16,04 \, \text{г/моль} \approx 80,2 \, \text{г} ]

2. Определение объёма метана:

При стандартных условиях (0 °C и 1 атм) 1 моль любого идеального газа занимает объём около 22,4 литра. Это правило применяется и к метану, так как он ведёт себя как идеальный газ при нормальных условиях.

Таким образом, объём 5 моль метана можно вычислить следующим образом: [ V = n \times V_m = 5 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 112 \, \text{л} ]

Итог:

• Масса 5 моль метана (CH₄) составляет примерно 80,2 г.
• Объём 5 моль метана составляет 112 литров при стандартных условиях.