13. Сколько весит 16,8 л метана СH4? Сколько это молекул?

Для решения задачи необходимо воспользоваться формулой:

$$m = \frac{V}{V_M} \cdot M,$$

где:

• $$m$$ - масса вещества, г;
• $$V$$ - объем газа, л;
• $$M$$ - молярная масса вещества, г/моль;
• $$V_M$$ - молярный объем газа (при нормальных условиях), 22,4 л/моль.

Молярная масса метана (CH₄) равна:

$$M(CH_4) = 12 + 1 \cdot 4 = 16 \text{ г/моль}.$$

Тогда масса 16,8 л метана будет равна:

$$m = \frac{16,8 \text{ л}}{22,4 \frac{\text{л}}{\text{моль}}} \cdot 16 \text{ г/моль} = 0,75 \cdot 16 \text{ г} = 12 \text{ г}.$$

Для расчета количества молекул необходимо воспользоваться формулой:

$$N = \frac{m}{M} \cdot N_A,$$

где:

• $$N$$ - количество молекул;
• $$m$$ - масса вещества, г;
• $$M$$ - молярная масса вещества, г/моль;
• $$N_A$$ - число Авогадро, 6,02⋅10²³ моль^-1.

Тогда количество молекул в 12 граммах метана будет равно:

$$N = \frac{12 \text{ г}}{16 \text{ г/моль}} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 0,75 \cdot 6,02 \cdot 10^{23} = 4,515 \cdot 10^{23} \text{ молекул}.$$

Ответ: 12 г; 4,515⋅10²³ молекул.