Ответ:

Уравнение реакции: \(\mathrm{CH_4 \rightarrow C + 2H_2}\). По уравнению на 1 моль метана образуется 1 моль углерода.

  1. Масса сажи: 4 кг = 4000 г.
  2. Количество вещества углерода: \(n(\mathrm C)=\frac{4000}{12}=333{,}3\) моль.
  3. По уравнению реакции \(n(\mathrm{CH_4})=n(\mathrm C)=333{,}3\) моль.
  4. При нормальных условиях объём метана: \(V(\mathrm{CH_4})=333{,}3\cdot22{,}4\approx7467\) л \(\approx7{,}5\) м³.

Ответ: потребуется примерно 7,5 м³ метана.