Volumul molar al molarului este constant. Sarcini privind volumul molar al gazelor. Exemple de rezolvare a problemelor

Lectia 1.

Subiect: Cantitatea de substanță. cârtiță

Chimia este știința substanțelor. Cum măsurați substanțele? In ce unitati? În moleculele care alcătuiesc substanțele, dar acest lucru este foarte greu de făcut. În grame, kilograme sau miligrame, dar așa se măsoară masa. Dar dacă combinăm masa măsurată pe cântare și numărul de molecule ale unei substanțe, este posibil acest lucru?

a) H-hidrogen

A n = 1a.u.m.

1a.u.m = 1,66 * 10 -24 g

Să luăm 1 g de hidrogen și să calculăm numărul de atomi de hidrogen din această masă (oferiți elevilor să facă acest lucru folosind un calculator).

N n \u003d 1g / (1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

b) O-oxigen

A o \u003d 16a.u.m \u003d 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o \u003d 16g / (16 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

c) C-carbon

A c \u003d 12a.u.m \u003d 12 * 1,67 * 10 -24 g

N c \u003d 12g / (12 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23

Să conchidem: dacă luăm o astfel de masă a unei substanțe care este egală cu masa atomică ca mărime, dar luată în grame, atunci vor exista întotdeauna (pentru orice substanță) 6,02 * 10 23 de atomi ai acestei substanțe.

H2O - apă

18g / (18 * 1,66 * 10 -24) g \u003d 6,02 * 10 23 de molecule de apă etc.

N a \u003d 6,02 * 10 23 - numărul sau constanta lui Avogadro.

Mol - cantitatea unei substanțe care conține 6,02 * 10 23 molecule, atomi sau ioni, adică. unități structurale.

Există un mol de molecule, un mol de atomi, un mol de ioni.

n este numărul de moli, (numărul de moli este adesea denumit nu),
N este numărul de atomi sau molecule,
N a = constanta lui Avogadro.

Kmol \u003d 10 3 mol, mmol \u003d 10 -3 mol.

Afișați un portret al lui Amedeo Avogadro pe o instalație multimedia și vorbiți pe scurt despre el sau instruiți studentul să pregătească un scurt raport despre viața unui om de știință.

Lectia 2

Subiectul „Masa molară a materiei”

Care este masa unui mol de substanță? (Elevii pot trage adesea singuri concluzia.)

Masa unui mol dintr-o substanță este egală cu greutatea sa moleculară, dar exprimată în grame. Masa unui mol dintr-o substanță se numește masă molară și se notează - M.

Formule:

M - masa molara,
n este numărul de moli,
m este masa substanței.

Masa unui mol se măsoară în g/mol, masa unui kmol se măsoară în kg/kmol, iar masa unui mmol se măsoară în mg/mol.

Completați tabelul (tabelele sunt distribuite).

Lecția 3

Subiect: Volumul molar al gazelor

Să rezolvăm problema. Determinați volumul de apă, a cărui masă în condiții normale este de 180 g.

Dat:

Acestea. volumul corpurilor lichide și solide se calculează prin densitate.

Dar, atunci când se calculează volumul gazelor, nu este necesar să se cunoască densitatea. De ce?

Omul de știință italian Avogadro a stabilit că volume egale de gaze diferite în aceleași condiții (presiune, temperatură) conțin același număr de molecule - această afirmație se numește legea lui Avogadro.

Acestea. dacă în condiții egale V (H 2) \u003d V (O 2), atunci n (H 2) \u003d n (O 2) și invers, dacă în condiții egale n (H 2) \u003d n (O 2), atunci volumele acestor gaze vor fi aceleași. Și un mol dintr-o substanță conține întotdeauna același număr de molecule 6,02 * 10 23 .

Încheiem - în aceleași condiții, molii de gaze ar trebui să ocupe același volum.

În condiții normale (t=0, P=101,3 kPa sau 760 mm Hg), molii de orice gaz ocupă același volum. Acest volum se numește molar.

V m \u003d 22,4 l / mol

1 kmol ocupă un volum de -22,4 m 3 / kmol, 1 mmol ocupă un volum de -22,4 ml / mmol.

Exemplul 1(Hotărât la consiliu):

Exemplul 2(Puteți cere elevilor să rezolve):

Cereți elevilor să completeze tabelul.

Din prevederile că un mol din orice substanță conține un număr de particule din această substanță egal cu numărul lui Avogadro și că numere egale particulele de gaze diferite în aceleași condiții fizice sunt conținute în volume egale ale acestor gaze, consecința este:

cantități egale de orice substanțe gazoase în aceleași condiții fizice ocupă volume egale

De exemplu, volumul unui mol de orice gaz are (at p, T = const) aceeași valoare. În consecință, ecuația unei reacții care are loc cu participarea gazelor specifică nu numai raportul dintre cantitățile și masele lor, ci și volumele.

volumul molar al unui gaz (V M) este volumul unui gaz care conține 1 mol de particule din acest gaz
V M = V / n

Unitatea de măsură a volumului molar de gaz în SI este un metru cub pe mol (m 3 / mol), dar mai des folosesc unități submultiple - un litru (decimetru cub) pe mol (l / mol, dm 3 / mol) și mlilitru (centimetru cub) pe mol (cm 3 / mol).
În conformitate cu definiția volumului molar al oricărui gaz, raportul dintre volumul său V la cantitate n va fi la fel cu condiția să fie un gaz ideal.

În condiții normale (n.o.) - 101,3 kPa, 0 ° C - volumul molar al unui gaz ideal este

V M \u003d 2,241381 10 -2 m 3 / mol ≈ 22,4 l / mol

ÎN calcule chimice se folosește o valoare rotunjită de 22,4 l/mol, deoarece valoarea exactă se referă la un gaz ideal, iar majoritatea gazelor reale diferă ca proprietăți de acesta. Gazele reale cu o temperatură de condensare de echilibru foarte scăzută (H 2, O 2, N 2) în condiții normale au un volum aproape egal cu 22,4 l / mol, iar gazele care se condensează la temperaturi ridicate au un volum molar puțin mai mic la n.o.: pentru CO 2 - 22,26 l / mol, pentru NH 3 - 22,08 l / mol.

Cunoscând volumul unui anumit gaz în condiții date, se poate determina cantitatea de substanțe din acest volum și invers, prin cantitatea de substanță dintr-o anumită porțiune de gaz, se poate găsi volumul acestei porțiuni:

n = V/V M; V = V M * n

Volumul molar de gaz la n.o. - constantă fizică fundamentală, care este utilizată pe scară largă în calculele chimice. Vă permite să utilizați volumul unui gaz în locul masei sale, ceea ce este foarte util în chimia analitică (analizoare de gaze bazate pe volum) deoarece este mai ușor să măsurați volumul unui gaz decât masa acestuia.

Valoarea volumului molar de gaz la n.o. este coeficientul de proporționalitate dintre constantele Avogadro și Loschmidt:

V M \u003d N A / N L \u003d 6,022 10 23 (mol -1) / 2,24 10 4 (cm 3 / mol) \u003d 2,69 10 19 (cm -3)

Folosind valorile volumului molar și ale masei molare ale unui gaz, densitatea unui gaz poate fi determinată:

ρ = M / V M

În calculele bazate pe legea echivalenților pentru substanțele gazoase (reactivi, produse), în loc de o masă echivalentă, este mai convenabil să se utilizeze un volum echivalent, care este raportul dintre volumul unei porțiuni dintr-un anumit gaz și cantitatea echivalentă a unei substanțe din această porțiune:

V eq = V / n eq = V / zn = V M / z; (p, T = const)

Unitatea de volum echivalentă este aceeași cu unitatea de volum molar. Valoarea volumului echivalent al unui gaz este o constantă a unui gaz dat numai într-o anumită reacție, deoarece depinde de factorul de echivalență f eq.

Volumul molar al gazului

Volumul de gaz în condiții normale

Subiectul 1

LECȚIA 7

Subiect. Volumul molar al gazelor. Calculul volumului de gaz în condiții normale

Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu conceptul de „volum molar”; dezvăluie caracteristicile utilizării conceptului de „volum molar” pentru substanțele gazoase; să-i învețe pe elevi să folosească cunoștințele dobândite pentru a calcula volumele de gaze în condiții normale.

Tip de lecție: combinată.

Forme de lucru: povestea profesorului, practică dirijată.

Echipament: Sistem periodic elemente chimice ale lui D. I. Mendeleev, carduri cu sarcini, un cub cu un volum de 22,4 litri (cu o latură de 28,2 cm).

II. Examinare teme pentru acasă, actualizarea cunoștințelor de bază

Elevii își trimit temele pentru revizuire.

1) Ce este „cantitatea de substanță”?

2) O unitate de măsură pentru cantitatea unei substanțe.

3) Câte particule sunt conținute într-un mol de substanță?

4) Care este relația dintre cantitatea de substanță și starea de agregareîn care se află această substanță?

5) Câte molecule de apă sunt conținute într-un mol de gheață?

6) Și în 1 mol de apă lichidă?

7) În 1 mol de vapori de apă?

8) Ce masă vor avea:

III. Învățarea de materiale noi

Crearea și rezolvarea unei situații problematice O problemă problematică. Ce volum va lua?

Nu putem răspunde imediat la aceste întrebări, deoarece volumul unei substanțe depinde de densitatea substanței. Și conform formulei V = m / ρ, volumul va fi diferit. 1 mol de abur ocupă un volum mai mare decât 1 mol de apă sau gheață.

Deoarece în substanțele lichide și gazoase, distanța dintre moleculele de apă este diferită.

Mulți oameni de știință au studiat substanțele gazoase. O contribuție semnificativă la studiul acestei probleme au avut-o chimistul francez Joseph Louis Gay-Lussac și fizicianul englez Robert Boyle, care au formulat o serie de legi fizice care descriu starea gazelor.

Despre aceste modele, știi?

Toate gazele sunt comprimate în mod egal, au același coeficient de dilatare termică. Volumele de gaze nu depind de mărimea moleculelor individuale, ci de distanța dintre molecule. Distanțele dintre molecule depind de viteza de mișcare a acestora, de energie și, în consecință, de temperatură.

Pe baza acestor legi și a cercetărilor sale, omul de știință italian Amedeo Avogadro a formulat legea:

Volume egale de gaze diferite conțin același număr de molecule.

În condiții normale, substanțele gazoase au structura moleculara. Moleculele de gaz sunt foarte mici în comparație cu distanța dintre ele. Prin urmare, volumul unui gaz este determinat nu de dimensiunea particulelor (molecule), ci de distanța dintre ele, care este aproximativ aceeași pentru orice gaz.

A. Avogadro a concluzionat că dacă luăm 1 mol, adică 6,02 1023 molecule din orice gaz, acestea vor ocupa același volum. Dar, în același timp, acest volum este măsurat în aceleași condiții, adică la aceeași temperatură și presiune.

Condițiile în care se efectuează astfel de calcule se numesc condiții normale.

Condiții normale (n. w.):

Т= 273 К sau t=0 °С

P = 101,3 kPa sau P = 1 atm. = 760 mmHg Artă.

Volumul a 1 mol dintr-o substanță se numește volum molar (Vm). Pentru gaze în condiții normale, este de 22,4 l / mol.

Volumul cubului demonstrat de 22,4 litri.

Un astfel de cub conține 6,02-1023 molecule de orice gaz, de exemplu, oxigen, hidrogen, amoniac (NH3), metan (CH4).

In ce conditii?

La o temperatură de 0 ° C și o presiune de 760 mm Hg. Artă.

Din legea lui Avogadro rezultă că

unde Vm \u003d 22,4 l / mol de orice gaz la n. V.

Deci, cunoscând volumul de gaz, puteți calcula cantitatea de substanță și invers.

IV. Formarea deprinderilor și abilităților

Exersați cu exemple

Calculați cât volum va fi ocupat de 3 moli de oxigen la n. V.

Calculați numărul de molecule de oxid de carbon(IV) într-un volum de 44,8 litri (n.w.).

2) Calculați numărul de molecule de C O 2 folosind formulele:

N (CO 2) \u003d 2 mol 6,02 1023 molecule / mol \u003d 12,04 1023 molecule.

Răspuns: 12,04 1023 molecule.

Calculați volumul de azot ocupat de o masă de 112 g (N.V.).

V (N 2) \u003d 4 mol 22,4 l / mol \u003d 89,6 l.

V. Tema pentru acasă

Lucrați paragraful relevant al manualului, răspundeți la întrebări.

Sarcină creativă (exersare acasă). Rezolvați independent problemele 2, 4, 6 de pe hartă.

Fișă de sarcini pentru lecția 7

Calculați cât volum vor lua 7 moli de azot N 2 (conform N.V.).

Calculați numărul de molecule de hidrogen cu un volum de 112 litri.

(Răspuns: 30,1 1023 molecule)

Calculați câtă hidrogen sulfurat ocupă o masă de 340 g.

Volumul de gaz în condiții normale

legile gazelor. legea lui Avogadro. Volumul molar al gazului

Omul de știință francez J.L. Gay-Lussac a făcut legea relaţii volumetrice:

De exemplu, 1 l clor se conectează cu 1 l de hidrogen , formând 2 litri de acid clorhidric ; 2 litri de oxid de sulf (IV) conectat cu 1 litru de oxigen, formând 1 litru de oxid de sulf (VI).

Această lege i-a permis omului de știință italian A. Avogadro presupunem că moleculele de gaze simple ( hidrogen, oxigen, azot, clor etc. ) constau din doi atomi identici . Când hidrogenul se combină cu clorul, moleculele lor se descompun în atomi, iar aceștia din urmă formează molecule de clorură de hidrogen. Dar din moment ce două molecule de acid clorhidric se formează dintr-o moleculă de hidrogen și o moleculă de clor, volumul acesteia din urmă trebuie să fie egal cu suma volumelor gazelor inițiale.
Astfel, rapoartele de volum sunt ușor de explicat dacă pornim de la conceptul de natură diatomică a moleculelor de gaze simple ( H2, Cl2, O2, N2 etc. )- Aceasta, la rândul său, servește drept dovadă a naturii diatomice a moleculelor acestor substanțe.
Studiul proprietăților gazelor i-a permis lui A. Avogadro să exprime o ipoteză, care a fost confirmată ulterior de date experimentale și, prin urmare, a devenit cunoscută drept legea lui Avogadro:

Din legea lui Avogadro rezultă un important consecinţă: în aceleași condiții, 1 mol de orice gaz ocupă același volum.

Acest volum poate fi calculat dacă masa este cunoscută 1 l gaz. În condiții normale, (n.o.), adică temperatura 273K (O°C) si presiune 101 325 Pa (760 mmHg) , masa a 1 litru de hidrogen este de 0,09 g, masa sa molară este de 1,008 2 = 2,016 g / mol. Apoi volumul ocupat de 1 mol de hidrogen în condiții normale este egal cu 22,4 l

În aceleași condiții, masa 1l oxigen 1,492 g ; molar 32 g/mol . Atunci volumul de oxigen la (n.s.) este, de asemenea, egal cu 22,4 mol.

Volumul molar al unui gaz este raportul dintre volumul unei substanțe și cantitatea din acea substanță:

Unde V m - volumul molar de gaz (dimensiunea l/mol ); V este volumul substanței sistemului; n este cantitatea de materie din sistem. Exemplu de înregistrare: V m gaz (Bine.) \u003d 22,4 l / mol.

Pe baza legii lui Avogadro se determină masele molare ale substanțelor gazoase. Cu cât masa moleculelor de gaz este mai mare, cu atât este mai mare masa aceluiași volum de gaz. Volume egale de gaze în aceleași condiții conțin același număr de molecule și, prin urmare, molii de gaze. Raportul dintre masele de volume egale de gaze este egal cu raportul dintre masele lor molare:

Unde m 1 - masa unui anumit volum a primului gaz; m 2 - masa de același volum a celui de-al doilea gaz; M 1 Și M 2 - mase molare ale primului și celui de-al doilea gaz.

De obicei, densitatea unui gaz este determinată în raport cu cel mai ușor gaz - hidrogenul (notat D H2 ). Masa molară a hidrogenului este 2 g/mol . Prin urmare, primim.

Greutatea moleculară a unei substanțe în stare gazoasă este egală cu dublul densității sale de hidrogen.

Densitatea unui gaz este adesea determinată în raport cu aerul. (D B ) . Deși aerul este un amestec de gaze, ei încă vorbesc despre masa sa molară medie. Este egal cu 29 g/mol. În acest caz, masa molară este dată de M = 29D B .

Determinarea greutăților moleculare a arătat că moleculele gazelor simple constau din doi atomi (H2, F2, Cl2, O2 N2) , iar moleculele de gaze inerte - dintr-un atom (El, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). Pentru gazele nobile, „moleculă” și „atom” sunt echivalente.

Legea lui Boyle - Mariotte: la temperatură constantă, volumul unei cantități date de gaz este invers proporțional cu presiunea sub care se află.De aici pV = const ,
Unde R - presiune, V - volumul de gaz.

Legea lui Gay-Lussac: la presiune constantă și modificarea volumului gazului este direct proporțională cu temperatura, adică
V/T = const
Unde T - temperatura pe o scară LA (kelvin)

Legea combinată a gazelor lui Boyle - Mariotte și Gay-Lussac:
pV/T = const.
Această formulă este de obicei folosită pentru a calcula volumul unui gaz în condiții date, dacă volumul său este cunoscut în alte condiții. Dacă există o tranziție de la condiții normale (sau la condiții normale), atunci se scrie această formulă în felul următor:
pV/T = p V /T ,
Unde R ,V ,T -presiunea, volumul gazului și temperatura în condiții normale ( R = 101 325 Pa , T = 273 K V \u003d 22,4 l / mol) .

Dacă masa și cantitatea de gaz sunt cunoscute, dar este necesar să se calculeze volumul acestuia, sau invers, se utilizează Ecuația Mendeleev-Claiperon:

Unde n - cantitatea de substanță gazoasă, mol; m - masa, g; M este masa molară a gazului, g/yol ; R este constanta universală a gazului. R \u003d 8,31 J / (mol * K)

Legile gazelor

Material teoretic, vezi pagina „Volum molar de gaz”.

Formule și concepte de bază:

Din legea lui Avogadro, de exemplu, rezultă că, în aceleași condiții, 1 litru de hidrogen și 1 litru de oxigen conțin același număr de molecule, deși dimensiunile lor variază foarte mult.

Primul corolar al legii lui Avogadro:

Volumul care ocupă 1 mol de orice gaz în condiții normale (n.s.) este de 22,4 litri și se numește volumul molar de gaz(Vm).

V m \u003d V / ν (m 3 / mol)

Ceea ce se numește condiții normale (n.o.):

• temperatura normala = 0°C sau 273 K;
• presiune normală = 1 atm sau 760 mmHg sau 101,3 kPa

Din prima consecință a legii lui Avogadro rezultă că, de exemplu, 1 mol de hidrogen (2 g) și 1 mol de oxigen (32 g) ocupă același volum, egal cu 22,4 litri la n.o.

Cunoscând V m, puteți găsi volumul oricărei cantități (ν) și orice masă (m) de gaz:

V=V m ν V=V m (m/M)

Sarcina tipică 1: Care este volumul la n.a.s. ocupă 10 moli de gaz?

V=V m ν=22,4 10=224 (l/mol)

Sarcina tipică 2: Care este volumul la n.a.s. ia 16 g de oxigen?

V(O2)=Vm·(m/M)Mr(02)=32; M(O 2) \u003d 32 g / mol V (O 2) \u003d 22,4 (16/32) \u003d 11,2 l

Al doilea corolar al legii lui Avogadro:

Cunoscând densitatea gazului (ρ=m/V) la n.o., putem calcula masa molară a acestui gaz: M=22,4 ρ

Densitatea (D) a unui gaz se numește altfel raportul dintre masa unui anumit volum al primului gaz și masa unui volum similar al celui de-al doilea gaz, luată în aceleași condiții.

Exemplu de problemă 3: Determinați densitatea relativă a dioxidului de carbon din hidrogen și aer.

D hidrogen (CO 2) \u003d M r (CO 2) / M r (H 2) \u003d 44/2 \u003d 22 D aer \u003d 44/29 \u003d 1,5

• un volum de hidrogen și un volum de clor dau două volume de acid clorhidric: H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl
• două volume de hidrogen și un volum de oxigen dau două volume de vapori de apă: 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Sarcina 1 . Câte moli și molecule sunt conținute în 44 g de dioxid de carbon.

Soluţie:

M(CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol ν \u003d m / M \u003d 44/44 \u003d 1 mol N (CO 2) \u003d ν N A \u003d 1 6,02 10 3 0 2 3

Sarcina 2. Calculați masa unei molecule de ozon și a unui atom de argon.

Soluţie:

M(O 3) = 16 3 = 48 g m(O 3) = M(O 3) / N A = 48 / (6.02 10 23) = 7.97 10 -23 g M (Ar) = 40 g m (Ar) = M (Ar) / N A = 40 / (6.02 10 23) = 1 0.

Sarcina 3. Care este volumul la n.o. ocupă 2 moli de metan.

Soluţie:

ν \u003d V / 22,4 V (CH 4) \u003d ν 22,4 \u003d 2 22,4 \u003d 44,8 l

Sarcina 4. Determinați densitatea și densitatea relativă a monoxidului de carbon (IV) pentru hidrogen, metan și aer.

Soluţie:

Mr (C02)=12+16.2=44; M(C02)=44 g/mol Mr (CH4)=12+14=16; M(CH4)=16 g/mol Mr(H2)=12=2; M(H2)=2 g/mol Mr (aer)=29; M(aer)=29 g/mol ρ=m/V ρ(CO2)=44/22,4=1,96 g/mol D(CH4)=M(CO2)/M(CH4)=44/16=2,75 D(H2)=M(CO2)/M(H2)=44/2)=44/2)=2(Aer)=44/2)=2(Aer) 1,52

Sarcina 5. Determinați masa amestecului de gaze, care include 2,8 metri cubi de metan și 1,12 metri cubi de monoxid de carbon.

Soluţie:

Mr (C02)=12+16.2=44; M(C02)=44 g/mol Mr (CH4)=12+14=16; M (CH 4) \u003d 16 g / mol 22,4 metri cubi CH 4 \u003d 16 kg 2,8 metri cubi CH 4 \u003d x m (CH 4) \u003d x \u003d 2,8 16 / 22,4 \u003d 16 kg 2,8 metri cubi CH 4 \u003d x m (CH 4) \u003d x \u003d 2,8 16 / 22,4 \u003d 16 kg 2,1 kg 2,0 kg CO2 2 metri cubi CO 2 \u003d x m (CO 2) \u003d x \u003d 1,12 28 / 22,4 \u003d 1,4 kg m (CH 4) + m (CO 2) \u003d 2 + 1,4 \u003d 3,4 kg

Sarcina 6. Determinați volumele de oxigen și aer necesare arderii a 112 metri cubi de monoxid de carbon divalent cu conținutul de impurități incombustibile în fracțiuni de volum de 0,50.

Soluţie:

• determinați volumul de CO pur din amestec: V (CO) \u003d 112 0,5 \u003d 66 metri cubi
• determinați volumul de oxigen necesar pentru arderea a 66 de metri cubi de CO: 2CO + O 2 = 2CO 2 2mol + 1mol 66m 3 + X m 3 V (CO) = 2 22,4 = 44,8 m 3 V (O 2) = 22,4 m 3 V (CO) / V (O V0 (CO) - O 2) / V (O V0 (CO) - O 2) ar volume V 0 - volume calculate V 0 (O 2) \u003d V (O 2) (V 0 (CO) / 2V (CO))

Sarcina 7. Cum se va schimba presiunea într-un vas plin cu hidrogen și clor gazos după ce acestea reacţionează? La fel și pentru hidrogen și oxigen?

Soluţie:

• H 2 + Cl 2 \u003d 2HCl - ca urmare a interacțiunii a 1 mol de hidrogen și 1 mol de clor, se obțin 2 moli de acid clorhidric: 1 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol), prin urmare, presiunea nu se va schimba, deoarece volumul rezultat al amestecului de gaze este egal cu volumul de reacție al componentelor amestecate.
• 2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O - 2 (mol) + 1 (mol) \u003d 2 (mol) - presiunea din vas va scădea de o dată și jumătate, deoarece 2 volume de amestec de gaze au fost obținute din 3 volume de componente care au intrat în reacție.

Sarcina 8. 12 litri dintr-un amestec gazos de amoniac și monoxid de carbon tetravalent la n.s.a. au masa de 18 g. Cât este în amestecul fiecăruia dintre gaze?

Soluţie:

V (NH 3) \u003d x l V (CO 2) \u003d y l M (NH 3) \u003d 14 + 1 3 \u003d 17 g / mol M (CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol m (NH 2 3) \u003d 17 g / mol M (CO 2) \u003d 12 + 16 2 \u003d 44 g / mol m (NH 2 3) ) \u003d y / (22.4 44) g +y/(22.4 44)=18 După rezolvare obținem: x=4.62 l y=7.38 l

Sarcina 9. Câtă apă se va obține în urma reacției a 2 g de hidrogen și 24 g de oxigen.

Soluţie:

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

Din ecuația reacției se poate observa că numărul de reactanți nu corespunde raportului dintre coeficienții stoichiometrici din ecuație. În astfel de cazuri, calculele sunt efectuate pe substanță, care este mai mică, adică această substanță se va termina prima în cursul reacției. Pentru a determina care dintre componente este insuficientă, trebuie să acordați atenție coeficientului din ecuația de reacție.

Cantități de componente inițiale ν(H2)=4/2=2 (mol) ν(O2)=48/32=1,5 (mol)

Cu toate acestea, nu este nevoie să vă grăbiți. În cazul nostru, pentru reacția cu 1,5 moli de oxigen, sunt necesari 3 moli de hidrogen (1,5 2) și avem doar 2 moli din acesta, adică 1 mol de hidrogen nu este suficient pentru ca toți un moli și jumătate de oxigen să reacționeze. Prin urmare, vom calcula cantitatea de apă prin hidrogen:

ν (H 2 O) \u003d ν (H 2) \u003d 2 mol m (H 2 O) \u003d 2 18 \u003d 36 g

Sarcina 10. La o temperatură de 400 K și o presiune de 3 atmosfere, gazul ocupă un volum de 1 litru. Ce volum va ocupa acest gaz la n.a.s.?

Soluţie:

Din ecuația Clapeyron:

P V/T = P n V n /T n V n = (PVT n)/(P n T) V n = (3 1 273)/(1 400) = 2,05 l

În chimie, nu se folosesc valorile maselor absolute ale moleculelor, ci se folosește valoarea masei moleculare relative. Acesta arată de câte ori masa unei molecule este mai mare decât 1/12 din masa unui atom de carbon. Această valoare este notată cu M r .

Greutatea moleculară relativă este egală cu suma maselor atomice relative ale atomilor săi constitutivi. Calculați greutatea moleculară relativă a apei.

Știți că o moleculă de apă conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Apoi greutatea sa moleculară relativă va fi egală cu suma produselor relativei masă atomică toata lumea element chimic după numărul de atomi dintr-o moleculă de apă:

Cunoscând greutățile moleculare relative ale substanțelor gazoase, se pot compara densitățile acestora, adică se calculează densitatea relativă a unui gaz din altul - D (A / B). Densitatea relativă a gazului A pentru gazul B este egală cu raportul dintre masele lor moleculare relative:

Calculați densitatea relativă a dioxidului de carbon pentru hidrogen:

Acum calculăm densitatea relativă a dioxidului de carbon pentru hidrogen:

D(co.g./hidrogen.) = Mr (co.g.): Mr (hidrogen.) = 44:2 = 22.

Prin urmare, dioxid de carbon De 22 de ori mai greu decât hidrogenul.

După cum știți, legea lui Avogadro se aplică numai substanțelor gazoase. Dar chimiștii trebuie să aibă o idee despre numărul de molecule și în porțiuni de substanțe lichide sau solide. Prin urmare, pentru a compara numărul de molecule din substanțe, chimiștii au introdus valoarea - Masă molară .

Se notează masa molară M, este numeric egal cu greutatea moleculară relativă.

Raportul dintre masa unei substanțe și masa sa molară se numește cantitatea de materie .

Se notează cantitatea de substanță n. Aceasta este o caracteristică cantitativă a unei porțiuni dintr-o substanță, împreună cu masa și volumul. Cantitatea de substanță se măsoară în moli.

Cuvântul „aluniță” provine de la cuvântul „moleculă”. Numărul de molecule în cantități egale dintr-o substanță este același.

S-a stabilit experimental că 1 mol dintr-o substanță conține particule (de exemplu, molecule). Acest număr se numește numărul lui Avogadro. Și dacă îi adăugați o unitate de măsură - 1 / mol, atunci va fi o mărime fizică - constanta Avogadro, care se notează N A.

Masa molară se măsoară în g/mol. sens fizic masa molară este că această masă este 1 mol dintr-o substanță.

Conform legii lui Avogadro, 1 mol de orice gaz va ocupa același volum. Volumul unui mol de gaz se numește volum molar și se notează cu V n .

În condiții normale (și aceasta este 0 ° C și presiune normală - 1 atm. Sau 760 mm Hg sau 101,3 kPa), volumul molar este de 22,4 l / mol.

Apoi cantitatea de substanță gazoasă la n.o. poate fi calculat ca raportul dintre volumul gazului și volumul molar.

SARCINA 1. Ce cantitate de substanță corespunde cu 180 g de apă?

SARCINA 2. Să calculăm volumul la n.o., care va fi ocupat de dioxid de carbon în cantitate de 6 mol.

Bibliografie

1. Culegere de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006. (p. 29-34)
2. Ushakova O.V. Caiet de chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orjekovski și alții „Chimie. Gradul 8” / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovski; sub. ed. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (p. 27-32)
3. Chimie: clasa a VIII-a: manual. pentru general instituții / P.A. Orjekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§§ 12, 13)
4. Chimie: inorg. chimie: manual. pentru 8 celule. instituție generală / GE. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Educație, SA „Manuale de la Moscova”, 2009. (§§ 10, 17)
5. Enciclopedie pentru copii. Volumul 17. Chimie / Capitolul. editat de V.A. Volodin, conducător. științific ed. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. O singură colecție de resurse educaționale digitale ().
2. Versiunea electronică a revistei „Chimie și viață” ().
3. Teste de chimie (online) ().

Teme pentru acasă

1.p.69 nr. 3; p.73 nr. 1, 2, 4 din manualul „Chimie: clasa a VIII-a” (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M .: AST: Astrel, 2005).

2. №№ 65, 66, 71, 72 din Culegerea de sarcini și exerciții la chimie: clasa a VIII-a: la manualul de P.A. Orzhekovsky și alții „Chimie, clasa a 8-a” / P.A. Orjekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M.: AST: Astrel, 2006.

În studiul substanțelor chimice, concepte importante sunt cantități precum masa molară, densitatea substanței, volumul molar. Deci, care este volumul molar și cum este diferit pentru substanțele în diferite stări de agregare?

Volumul molar: informații generale

Pentru a calcula volumul molar chimicÎmpărțiți masa molară a substanței la densitatea acesteia. Astfel, volumul molar se calculează cu formula:

unde Vm este volumul molar al substanței, M este masa molară, p este densitatea. ÎN sistem international SI această valoare se măsoară în metri cubi pe mol (m 3 / mol).

Orez. 1. Formula volumului molar.

Volumul molar al substanțelor gazoase diferă de substanțele în stare lichidă și solidă prin aceea că un element gazos de 1 mol ocupă întotdeauna același volum (dacă se respectă aceiași parametri).

Volumul de gaz depinde de temperatură și presiune, așa că calculul ar trebui să ia volumul de gaz în condiții normale. Condițiile normale sunt considerate a fi o temperatură de 0 grade și o presiune de 101,325 kPa.

Volumul molar al unui mol de gaz în condiții normale este întotdeauna același și este egal cu 22,41 dm 3 /mol. Acest volum se numește volumul molar al unui gaz ideal. Adică, în 1 mol de orice gaz (oxigen, hidrogen, aer), volumul este de 22,41 dm 3 / m.

Volumul molar în condiții normale poate fi derivat folosind ecuația de stare pentru un gaz ideal, care se numește ecuația Claiperon-Mendeleev:

unde R este constanta universală a gazului, R=8,314 J/mol*K=0,0821 l*atm/mol K

Volumul unui mol de gaz V=RT/P=8,314*273,15/101,325=22,413 l/mol, unde T și P sunt valori ale temperaturii (K) și ale presiunii în condiții normale.

Orez. 2. Tabelul volumelor molare.

Legea lui Avogadro

În 1811, A. Avogadro a înaintat ipoteza că volume egale de gaze diferite în aceleași condiții (temperatură și presiune) conțin același număr de molecule. Ulterior, ipoteza a fost confirmată și a devenit o lege care poartă numele marelui om de știință italian.

Orez. 3. Amedeo Avogadro.

Legea devine clară dacă ne amintim că, într-o formă gazoasă, distanța dintre particule este incomparabil mai mare decât dimensiunea particulelor în sine.

Astfel, din legea lui Avogadro se pot trage următoarele concluzii:

• Volume egale ale oricăror gaze luate la aceeași temperatură și la aceeași presiune conțin același număr de molecule.
• 1 mol de gaze complet diferite în aceleași condiții ocupă același volum.
• Un mol de orice gaz în condiții normale ocupă un volum de 22,41 litri.

Consecința legii lui Avogadro și a conceptului de volum molar se bazează pe faptul că un mol din orice substanță conține același număr de particule (pentru gaze - molecule), egal cu constanta Avogadro.

Pentru a afla numărul de moli ai unei substanțe dizolvate conținute într-un litru de soluție, este necesar să se determine concentrația molară a unei substanțe folosind formula c \u003d n / V, unde n este cantitatea de substanță dizolvată, exprimată în moli, V este volumul soluției, exprimat în litri C - molaritatea.

Ce am învățat?

ÎN curiculumul scolar la chimie clasa a 8-a se studiază tema „Volum molar”. Un mol de gaz conține întotdeauna același volum, egal cu 22,41 metri cubi/mol. Acest volum se numește volumul molar al gazului.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.2. Evaluări totale primite: 64.