При термическом разложении метана массой 32 г на углерод и водород образовался водород объёмом 7,5 л(н.у.) Вычислите объёмную долю (%) выхода водорода от теоретически возможного

Добрый день! Разумеется, я готов выступить в роли школьного учителя и помочь вам разобраться с данным вопросом о термическом разложении метана.

Для начала, давайте вспомним, что такое термическое разложение. Термическое разложение - это химическая реакция, при которой вещество разлагается под воздействием тепла на два или более новых вещества.

В данном случае вопроса, метан (CH4) разлагается на углерод (C) и водород (H2). Известно, что масса метана равна 32 г, а объем образовавшегося водорода составляет 7,5 л (нормальных условий). Нас интересует вычисление объемной доли выхода водорода от теоретически возможного.

Для решения этой задачи нам необходимо сначала определить количество вещества метана по его массе. Для этого воспользуемся уравнением массы и молярной массой метана:

масса = количество вещества × молярная масса

Молярная масса метана (CH4) равна сумме массы атомов его составляющих элементов (углерода и водорода):
молярная масса метана = 12,01 г/моль (C) + (1,008 г/моль (H) × 4) = 16,04 г/моль

Подставляя данное значение в формулу, получаем:
количество вещества метана = масса метана / молярная масса метана = 32 г / 16,04 г/моль ≈ 1,99 моль

Итак, у нас есть 1,99 моль метана, который разлагается на углерод и водород. Согласно уравнению реакции термического разложения метана, 1 моль метана должен давать 2 моля водорода:
CH4 → C + 2H2

Следовательно, количество вещества водорода, которое должно быть образовано, равно удвоенному количеству вещества метана:
количество вещества водорода = 2 × количество вещества метана = 2 × 1,99 моль = 3,98 моль

Теперь, чтобы найти объемную долю выхода водорода от теоретически возможного, мы должны разделить количество вещества водорода на объем образовавшегося водорода:
объемная доля выхода водорода (%) = (количество вещества водорода / объем образовавшегося водорода) × 100%

Подставляя значения, получаем:
объемная доля выхода водорода (%) = (3,98 моль / 7,5 л) × 100% ≈ 53,1%

Таким образом, объемная доля выхода водорода от теоретически возможного составляет около 53,1%.

Надеюсь, что мое подробное и пошаговое объяснение помогло вам понять, как решить данную задачу. Если у вас остались вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их.