Вычислите, где больше массовая доля водорода: в метане CH4 или сероводороде H2S?

Массовая доля водорода в веществе рассчитывается как отношение массы водорода к общей массе вещества, умноженное на 100%.

1. Для метана CH4: Молярная масса метана (CH4) = 12 (углерод) + 4 1 (водород) = 16 г/моль Массовая доля водорода в метане = (4 1) / 16 * 100% = 25%

2. Для сероводорода H2S: Молярная масса сероводорода (H2S) = 2 (водород) + 32 (сера) = 34 г/моль Массовая доля водорода в сероводороде = (2 1) / 34 100% ≈ 5.88%

Следовательно, массовая доля водорода в метане (CH4) больше, чем в сероводороде (H2S).

Чтобы определить, в каком соединении массовая доля водорода больше, необходимо сделать следующие шаги:

1. Определить молярную массу каждого вещества.
2. Вычислить массовую долю водорода в каждом веществе.

1. Определение молярной массы

Метан (CH₄):

• Углерод (C): 1 атом, атомная масса ≈ 12 г/моль.
• Водород (H): 4 атома, атомная масса ≈ 1 г/моль.

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

Сероводород (H₂S):

• Сера (S): 1 атом, атомная масса ≈ 32 г/моль.
• Водород (H): 2 атома, атомная масса ≈ 1 г/моль.

Молярная масса сероводорода: [ M_{\text{H}_2\text{S}} = 32 \, \text{г/моль} + 2 \times 1 \, \text{г/моль} = 32 \, \text{г/моль} + 2 \, \text{г/моль} = 34 \, \text{г/моль} ]

2. Вычисление массовой доли водорода

Массовая доля водорода (ω) в веществе определяется как отношение массы всех атомов водорода в молекуле к общей молярной массе вещества.

Метан (CH₄):

• Масса водорода в метане: ( 4 \times 1 \, \text{г/моль} = 4 \, \text{г/моль} ).
• Молярная масса метана: ( 16 \, \text{г/моль} ).

Массовая доля водорода в метане: [ \omega_{\text{H, CH}_4} = \frac{4 \, \text{г/моль}}{16 \, \text{г/моль}} \times 100\% = 25\% ]

Сероводород (H₂S):

• Масса водорода в сероводороде: ( 2 \times 1 \, \text{г/моль} = 2 \, \text{г/моль} ).
• Молярная масса сероводорода: ( 34 \, \text{г/моль} ).

Массовая доля водорода в сероводороде: [ \omega_{\text{H, H}_2\text{S}} = \frac{2 \, \text{г/моль}}{34 \, \text{г/моль}} \times 100\% \approx 5.88\% ]

Вывод

Массовая доля водорода в метане (25%) значительно больше, чем в сероводороде (5.88%). Таким образом, можно заключить, что в метане CH₄ массовая доля водорода больше, чем в сероводороде H₂S.