Для получения молекулы метана (CH4) из реакции с водородом (H2) необходимо учитывать, что каждая молекула метана содержит один атом углерода. Таким образом, для получения молекулы метана из 10 л водорода, необходимо учитывать молярное соотношение.

Уравнение реакции выглядит следующим образом:

С + 4H2 → CH4

Масса углерода = молярная масса * количество мольной соединении

Молярная масса углерода = 12 г/моль
Молярная масса метана = 16 г/моль

Сначала необходимо определить количество моль водорода:

Для этого воспользуемся уравнением состояния газов PV = nRT:

n = PV/RT,

где P – давление (1 атмосфера), V – объем газа (10 л), R – универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)), T – температура (примем за комнатную 298 К).

n = (10 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 298 К) ≈ 0,41 моль

Так как для образования метана с каждой молекулой C потребуется 4 молекулы H2, необходимо умножить количество моль водорода на 1/4:

0,41 моль * 1/4 = 0,1 моль

Теперь определяем массу углерода:

Масса углерода = молярная масса * количество моль

Масса углерода = 12 г/моль * 0,1 моль = 1,2 г

Таким образом, для получения метана из 10 л водорода необходима масса углерода равна 1,2 г.