25. uzdevuma eksāmens par gāzu tilpuma attiecībām. Temats. Gāzu tilpuma attiecības ķīmiskajās reakcijās
gāzveida vielas stāvoklis. Avogadro likums. Gāzes molārais tilpums.
Vielas var būt trīs agregācijas stāvokļos – cietā, šķidrā un gāzveida. Daļiņas, kas veido cietās vielas, ir pietiekami cieši saistītas viena ar otru, lai cietām vielām būtu noteikta forma. Daļiņas cietvielas var būt atomi, molekulas, joni, veidojot kristāla struktūras. Šīs daļiņas svārstās ar nelielu amplitūdu ap kristāla režģa mezgliem. Šķidrumos daļiņas ir mazāk saistītas viena ar otru un var pārvietoties diezgan lielos attālumos. Tāpēc šķidrumiem ir plūstamība un tie iegūst trauka formu, kurā tie atrodas.
Vielas pāreja no cieta stāvokļa šķidrā notiek karsējot, kā rezultātā daļiņu svārstību amplitūda pakāpeniski palielinās. Noteiktā temperatūrā vielas daļiņas iegūst spēju atstāt režģa vietas, un notiek kušana. Atdzesējot, gluži pretēji, šķidruma daļiņas zaudē spēju pārvietoties un tiek fiksētas noteiktā stāvoklī, veidojot cietu vielu. Parastos apstākļos šķidrumiem, kā likums, ir molekulāra struktūra. Augstās temperatūrās šķidruma struktūra var būt atšķirīga (sāļu un metālu kausēšana).
Mijiedarbība starp molekulām ir daudz vājāka nekā starp joniem jonu kristālu struktūrās; atomi, kas savienoti ar kovalento saiti atomu struktūrās; metālu joni, kas saistīti ar elektronu gāzi metāliskās konstrukcijās.
Vielas cietajam un šķidrajam stāvoklim ir kopīgs nosaukums kondensēts stāvoklis. Vielu blīvums kondensētā stāvoklī ir aptuveni 0,5–22,5 g/cm3 robežās. Vielām gāzveida stāvoklī ir daudz mazāks blīvums - apmēram 10 -2 - 10 -3 g/cm 3 . Pāreja uz gāzveida stāvokli tiek veikta kondensētā stāvoklī esošo vielu karsēšanas rezultātā (šķidrumu viršana, cieto vielu sublimācija). Gāzveida vielas normālos apstākļos sastāv no molekulām.
Pārejot gāzveida stāvoklī, vielas daļiņas pārvar starpmolekulārās mijiedarbības spēkus. Gāzes aizņemtais tilpums būtībā ir brīvās vietas tilpums starp nejauši kustīgām gāzes molekulām. Šīs telpas lielumu nosaka temperatūra un spiediens. Šajā gadījumā var neņemt vērā pašu molekulu aizņemto tilpumu. tas nozīmē Avogadro likums :
Vienādos apjomos dažādas gāzes vienādos apstākļos satur vienādu skaitu molekulu.
No Avogadro likuma izriet divas galvenās sekas .
Pirmās sekas
Viens mols jebkuras gāzes tādos pašos apstākļos aizņem tādu pašu tilpumu. Šo apjomu sauc Gāzes molārais tilpums ( V m ) , ko mēra m 3 / mol (biežāk dm 3 / mol). Gāzes molārais tilpums ir vienāds ar gāzes tilpuma attiecību pret tās daudzumu:
Ir skaidrs, ka V m vērtība ir atkarīga no apstākļiem (temperatūra, spiediens). Lai atrisinātu problēmas, ir jāatceras V m at vērtība normāli apstākļi(labi.) - atmosfēras spiediens (101,3 kPa) un ledus kušanas temperatūra (0 0 C vai 273,15 K).
Normālos apstākļos V m \u003d 22,4 dm 3 / mol vai
SI mērvienībās 0,0224 m 3 / mol.
Otrās sekas
Gāzu blīvumi (vai to vienādu tilpumu masas) ir saistīti viens ar otru kā gāzu molārās masas.
Tas ir redzams no tālāk minētajiem apsvērumiem. Lai ir divas vienāda tilpuma dažādu gāzu porcijas (tilpumus mēra tādos pašos apstākļos). Atradīsim to masas:
To masu attiecība:
Ja izmanto blīvumu:
Saskaņā ar Avogadro likumu n 1 \u003d n 2, no šejienes:
Tiek saukta gāzes blīvuma attiecība, kas vienāda ar molāro masu attiecību vienas gāzes relatīvais blīvums attiecībā pret otru ( D ). D ir bezizmēra lielums.
Zinot D un vienas gāzes molāro masu, ir viegli atrast citas gāzes molmasu:
; M1 = M2 × D.
Piemēri
M (x) \u003d M (H 2) × D=2 × 8,5 = 17 g/mol
Gāze ar šādu molmasu ir amonjaks NH 3 .
Dažu gāzveida ogļūdeņražu blīvums gaisā ir divi. Nosakiet ogļūdeņraža molāro masu.
Gaisa vidējā molārā masa ir 29 g/mol.
M(x) = M(gaiss) × D=29 × 2 = 58 g/mol
Ogļūdeņradis ar šādu molmasu ir C 4 H 10, butāns.
Jāņem vērā, ka gāzes, kuru molārā masa ir mazāka par 29, ir vieglākas par gaisu, vairāk nekā 29 ir smagākas.
Aprēķinu uzdevumos var norādīt slāpekļa, skābekļa un citu gāzu relatīvos blīvumus. Šajā gadījumā, lai atrastu molāro masu, relatīvais blīvums ir jāreizina ar attiecīgi slāpekļa (28 g / mol), skābekļa (32 g / mol) utt.
Avogadro likumu plaši izmanto ķīmiskajos aprēķinos. Tā kā gāzēm tilpumi ir proporcionāli vielu daudzumiem, tad reakcijas vienādojuma koeficienti, kas atspoguļo reaģējošo vielu daudzumus, ir proporcionāli mijiedarbojošo gāzu tilpumiem. Acīmredzot tilpumi jāmēra ar tādiem pašiem nosacījumiem.
Piemērs
Kāds skābekļa tilpums nepieciešams, lai sadedzinātu 2 dm 3 propāns? Apjomi tiek mērīti pie n. y.
C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O.
No Avogadro likuma izriet, ka vienādos daudzumos dažādu gāzu ir vienāds molekulu skaits un attiecīgi vienāds vielu molu skaits. Lai propāna tilpums ir 1 dm 3. Tad no reakcijas vienādojuma 1 dm 3 propāna sadedzināšanai būs nepieciešami 5 dm 3 skābekļa, bet 2 dm 3 (divi litri) - 10 dm 3 O 2.
Nodarbību plāni Sycheva L.N.
Klase:__8___ Datums: __________________
Tēma “Gāzu molārais tilpums. Avogadro likums. Gāzu relatīvais blīvums. Gāzu tilpuma attiecības ķīmiskajās reakcijās"
Mērķis: uzdevumu risināšanas prasmju nostiprināšana, izmantojot ķīmisko reakciju formulas un vienādojumus.
Uzdevumi:
turpināt jēdziena "kurmis" veidošanos;
iepazīstināt skolēnus ar Avogadro likumu un tā apjomu;
ieviest jēdzienus "molārais tilpums", "gāzu relatīvais blīvums";
attīstīt loģisko domāšanu un prasmi pielietot iegūtās zināšanas.
Nodarbības plāns
Studentu motivācija;
Nepieciešamo terminu un jēdzienu atkārtošana;
Jauna materiāla apgūšana;
Konsolidācija (katrā tēmas apguves posmā);
Atspulgs.
Nodarbību laikā
Pirms jaunas tēmas ievadīšanas ir jāatkārto galvenie galvenie termini, jēdzieni un formulas:
Kas ir "kurmis"?
Kas ir "molmasa"?
Kas ir "Avogadro numurs"?
Kāda ir "vielas daudzuma" definīcija?
Uzrakstiet formulas vielas molmasas, Avogadro skaitļa atrašanai.
Divi skolēni risina uzdevumus pie tāfeles:
1. Aprēķiniet 3,5 molu ūdens masu. Nosakiet molekulu skaitu, kas atrodas šajā vielas daudzumā.
2. Kāds dzelzs vielas daudzums atbilst 112 g masai?
Vietējie studenti arī atrisina problēmu: aprēķiniet skābekļa vielas daudzumu, ko satur 3,2 g. Atrodiet molekulu skaitu šajā vielas daudzumā.
Pēc neilga laika (5 min.) Apspriežam visu problēmu risinājumu
Paskaidrojums Avogadro likums: vienādos daudzumos dažādu gāzu vienādos apstākļos ir vienāds skaits molekulu (vienāds vielas daudzums).
(Skolēni piezīmju grāmatiņās veic atsauces piezīmi. Iezīmējiet vērtību 22,4 l ir tilpums, kas normālos apstākļos aizņem 1 molu jebkuras gāzes).
Mēs analizējam aprēķinu problēmu piemērus:
1. Kāds slāpekļa daudzums ir 11,2 litri?
2. Kādu tilpumu aizņems 10 moli skābekļa?
Pēc tam studenti tiek jautāti patstāvīgs darbs pēc opcijām:
| Exercise | 1. variants | 2. variants | 3. variants | 4. variants |
| ūdeņradis | skābeklis | |||
| Nosakiet gāzes tilpumu | skābeklis | ūdeņradis |
||
| Nosakiet vielas daudzumu | ||||
| Noteikt masu |
Nākamajā nodarbības posmā apsveram molārā tilpuma vērtības (22,4 l) izmantošanu aprēķinu uzdevumu risināšanā, izmantojot ķīmisko reakciju vienādojumus:
1. Kāds skābekļa tilpums ir nepieciešams, lai mijiedarbotos ar 6,4 g vara?
2. Cik daudz alumīnija oksidē 13,44 litri skābekļa?
3. Kāds skābekļa tilpums būs nepieciešams, lai sadedzinātu 4 litrus etāna (C 2 H 6 )?
Izmantojot trešā uzdevuma piemēru, es parādu skolēniem, kā to atrisināt, izmantojot gāzu tilpuma attiecību likumu. Es precizēju, ka tie uzdevumi tiek risināti šādā veidā, kur mēs runājam tikai gāzveida vielām. Es koncentrēju skolēnus uz formulu un lūdzu pievērst tai uzmanību, atcerēties to.
Gāzu tilpuma attiecības ķīmiskajās reakcijās.
Mērķis: nostiprināt zināšanas par gāzēm, prast aprēķināt gāzu tilpuma attiecības, atbilstoši ķīmiskie vienādojumi izmantojot tilpuma attiecību likumu, risinot uzdevumus, pielietot Avogadro likumu un molārā tilpuma jēdzienu.
Aprīkojums: Kartes ar uzdevumiem, Avogadro likums uz tāfeles.
Nodarbību laikā:
I Org. brīdis
Atkārtojums
1. Kādas ir vielas gāzveida stāvoklī?
(H2, N2, O2, CH4, C2 H6)
2. Kāds jēdziens ir raksturīgs šīm gāzēm? ("Sējums")
3. Kurš zinātnieks ierosināja, ka gāzu sastāvā ir 2 atomi un kuri no tiem?
(A.Avogadro, H2, O2, N2)
4. Kādu likumu atklāja Avogadro?
(Vienāda tilpuma dažādas gāzes vienādos apstākļos (t un spiediens) satur vienādu molekulu skaitu)
5. Saskaņā ar Avogadro likumu 1 mols jebkuras gāzes aizņem tilpumu, kas vienāds ar (22,4 l / mol)
6. Kāds likums apzīmē gāzes tilpumu? (V m — molārais tilpums)
7. Pēc kādām formulām atrodam: V, Vm, vielas daudzumu?
Vm = V v = V V = Vm ∙ v
v Vm
II. Materiāla izpēte
Kad reaģents ir reaģējis un iegūtais produkts ir gāzveida stāvoklī, to tilpuma attiecības var noteikt no reakcijas vienādojuma.
Piemēram, apsveriet ūdeņraža mijiedarbību ar hloru. Piemēram, reakcijas vienādojums:
H2 + CI2 = 2HCI
1 mols 1 mols 2 mol
22,4 l/mol 22,4 l/mol 44,8 l/mol
Kā redzat, 1 mols ūdeņraža un 1 mols hlora reaģē, veidojot 2 molus hlorūdeņraža. Samazinot šīs tilpumu skaitliskās vērtības par 22,4, mēs iegūstam tilpuma attiecību 1:1:2. Tādā veidā ir iespējams noteikt arī gāzveida vielu tilpuma attiecības normālos apstākļos.
Avogadro likums, kam ir svarīga loma gāzveida vielu ķīmiskajos aprēķinos, veidojas šādi:
Vienādi tilpumi vienādos ārējos apstākļos (t un spiediens) satur vienādu skaitu molekulu.
No šī likuma izriet sekas, ka 1 mols jebkuras gāzes normālos apstākļos vienmēr aizņem vienu un to pašu tilpumu (gāzes molārais tilpums). Vienāds ar 22,4 litriem.
Koeficienti reakcijas vienādojumos parāda molu skaitu un gāzveida vielu tilpumu skaitu.
Piemērs: Aprēķiniet, cik daudz skābekļa tiek patērēts, kad ar to mijiedarbojas 10 m³ ūdeņraža.
Uzrakstīsim reakcijas vienādojumu
10 m³ x m³
2H2 + O2 = 2H2O
2 mol 1 mol
2 m³ 1 m³
Saskaņā ar reakcijas vienādojumu ir zināms, ka ūdeņradis un skābeklis reaģē tilpuma attiecībās 2:1.
Tad 10:2 = X:1, X = 5 m³. Tāpēc, lai reaģētu 10 m³ ūdeņraža, ir nepieciešami 5 m³ skābekļa.
Aprēķini, izmantojot Avogadro likumu.
I tipa uzdevumi.
Vielas daudzuma noteikšana no zināma gāzes tilpuma un gāzes tilpuma (N.O.) aprēķināšana no vielas daudzuma ražošanas.
Piemērs 1. Aprēķiniet skābekļa molu skaitu, kura tilpums pie n.o. aizņem 89,6 litrus.
Pēc formulas V = Vm ∙ v atrodam vielas daudzumu v = V
Vm
v(O2) \u003d _____89,6l___ \u003d 4 mol
22,4 l / mol Atbilde: v (O2) \u003d 4 mol
2. piemērs. Kādu tilpumu normālos apstākļos aizņem 1,5 moli skābekļa?
v(O2) \u003d Vm ∙ v \u003d 22,4 l / mol ∙ 1,5 mol \u003d 33,6 l.
II veida uzdevumi.
Tilpuma (n.s.) aprēķins no gāzveida vielas masas.
Piemērs. Aprēķina tilpumu (N.C.), ko aizņem 96 g skābekļa. Pirmkārt, mēs atrodam skābekļa O2 molāro masu. Tas ir vienāds ar M (O2) \u003d 32 g / mol.
Tagad mēs atrodam pēc formulas m = M ∙ v.
v(O2) \u003d m \u003d 96 g ____ \u003d 3 mol.
M 32 g/mol
Aprēķiniet tilpumu, ko aizņem 3 moli skābekļa (n.c.), izmantojot formulu V = Vm ∙ v: V (O2) = 22,4 l / mol ∙ 3 mol = 67,2 l.
Atbilde: V (O2) \u003d 67,2 litri.
III. Nodarbības konsolidācija
1. strādāt ar ex. 80. lpp. (8,9)
2. d/z: 29. punkts, 80. lpp. desmit
Pievienotie faili
Šajā sadaļā izmantotie materiāli metodiskā rokasgrāmata"Problēmu risināšanas mācīšana ķīmijā". Autori - sastādītāji: augstākās kategorijas ķīmijas skolotājs, Izglītības iestādes "Grodņas 1. ģimnāzija" metodiķe Tolkach L.Ya.; Izglītības iestādes "Grodņas OIPK un PRR un SO" izglītības un metodiskās nodaļas metodiķe Korobova N.P.
Aprēķini, izmantojot gāzu molāro tilpumu.
Gāzu relatīvā blīvuma aprēķins.
Gāzu tilpuma attiecības
Viens mols jebkuras gāzes tādos pašos apstākļos aizņem tādu pašu tilpumu. Tātad normālos apstākļos (n.s.),tie. 0 °C temperatūrā un normāls atmosfēras spiediens ir vienāds ar 101,3 kPa, viens mols jebkuras gāzes aizņem tilpumu22,4 dm3.
Attieksmegāzes tilpuma līdz atbilstošajam vielas ķīmiskajam daudzumam ir lielums, ko saucGāzes molārais tilpums (Vm):
Vm = V/ ndm 3 , no kurienesV = Vm · n
Lai noteiktu, vai gāze ir vieglāka vai smagāka attiecībā pret citu gāzi, pietiek salīdzināt to blīvumus:
r 1/r 2 = M 1 V 1 / M 2 V 2 \u003d M 1 / M 2 \u003d D 2.No iepriekšminētās izteiksmes var redzēt, ka, lai salīdzinātu gāzu blīvumus, pietiek ar to molmasu salīdzināšanu.
Vienas gāzes molmasas attiecību pret citas gāzes molmasu sauc par lielumu
relatīvais blīvums ( D 2 ) no vienas gāzes uz citu gāzi.Zinot vienas gāzes relatīvo blīvumu no citas, varat noteikt tās molāro masu:
M
1 = M 2 · D 2 .Gaiss ir gāzu maisījums, tāpēc tā "molmasa" ir gaisa masa ar tilpumu 22,4 litri. Šī vērtība ir skaitliski vienāda ar:
M gaiss \u003d 29 g / mol
Saskaņā ar Avogadro likumu vienāds dažādu gāzu molekulu skaits vienādos apstākļos aizņem tādu pašu tilpumu.
No tā izriet otrais secinājums.
Pastāvīgā temperatūrā un spiedienā reaģējošo gāzu tilpumi ir saistīti viens ar otru, kā arī ar izveidoto gāzveida produktu tilpumiem kā mazi veseli skaitļi.
Šo modeli Gay-Lussac formulēja gāzu tilpuma attiecību likuma veidā. Tādējādi, ja ķīmiskā reakcijā ir iesaistītas vai rodas gāzveida vielas, to tilpuma attiecības var noteikt no reakcijas vienādojuma.
Reaģējošo un radušos gāzu tilpumi ir proporcionāli šo vielu ķīmiskajiem daudzumiem:
V 1 / V 2 = n 1 / n 2 t.i. V1 un V2
ir skaitliski vienādi ar koeficientiem reakcijas vienādojumā.1. piemērs Cilindrā ir 0,5 kg saspiesta ūdeņraža. Kāds apjomspaņemt šo ūdeņraža daudzumu? Noteikumi normāli.
Risinājums:
1. Aprēķiniet ķīmiskās vielas daudzumu
ūdeņradis, kas atrodas balonā:N
(H 2) \u003d 500/2 \u003d 250 (mol), kur M (H 2) \u003d 2 g / mol.2. Tā kā normālos apstākļos 1 mols jebkuras gāzes aizņem 22,4 tilpumu
dm 3, tadV = Vm · n, V( H 2 ) = 22,4 * 250 \u003d 5600 (dm 3)
Atbilde: 5600 dm 3
Piemērs2. Kāds ir alumīnija-vara sakausējuma sastāvs (%), ja, apstrādājot 1 g sālsskābes pārpalikumu, izdalījās 1,18 litriūdeņradis?
Risinājums:
1. Tā kā ar skābi reaģēs tikai alumīnijs, tadpierakstiet vienādojumu:
2A1 + 6HC1 = 2A1C1 3 + 3H 2
2 mol 3 mol
2. Aprēķināt ķīmiskais daudzumsūdeņradis:
n(H 2 ) = 1,18/22,4 = 0,05 (mol)
3. Saskaņā ar reakcijas vienādojumu mēs aprēķinām alumīnija masu,kas satur sakausējumu:
3 mol 2 mol alumīnija
0,05 mol ūdeņradis izdalīsies, ja tas reaģēsxmols alumīnija
x \u003d 0,05 2/3 \u003d 0,033 (mol),
m( Al) = 0,035 27 = 0,9 (g), kur M(Al) = 27 g/mol
5. Aprēķināt alumīnija masas daļa sakausējumā:
w(BETl) = m ( Al ) / m (sakausējums) , w( A1) = 0,9/1 = 0,9 vai 90%.
Tad vara masas daļa sakausējumā ir 10%
Atbilde: 90% alumīnijs, 10% varš
3. piemērs Noteikt relatīvo blīvumu: a) skābekļa gaisā,b) oglekļa dioksīds ūdeņradim.
Risinājums:
1. Atrodiet relatīvo skābekļa blīvumu gaisā:
D gaiss (O 2 ) =M(O 2 )/M (gaiss) = 32/29= 1,1.
2. Nosakiet oglekļa dioksīda relatīvo blīvumu arūdeņradis
D H2 (CO 2 ) =M(CO 2 )/M(H 2) \u003d 44/2 \u003d 22.
Atbilde: 1,1; 22
4. piemērs Nosakiet gāzu maisījuma tilpumu, kas sastāv no 0,5 moliem skābekļa un 0,5 moliem ūdeņražaun 0,5 moli oglekļa dioksīda.
Risinājums:
1. Atrodiet gāzu maisījuma ķīmisko daudzumu:
n(maisījumi) \u003d 0,5 + 0,5 + 0,5 \u003d 1,5 (mol).
2. Aprēķiniet gāzu maisījuma tilpumu:
V(maisījumi) \u003d 22,4 1,5 \u003d 33,6 (dm 3).
Atbilde: 33,6 dm 3 maisījumi
5. piemērs Aprēķiniet oglekļa dioksīda daudzumu, kas rodas, sadedzinot 11,2 m 3 metāns CH 4 .
Risinājums:
1. Mēs uzrakstām metāna sadegšanas ķīmiskās reakcijas vienādojumu:
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
1 kurmis1 kurmis
1 m 3 1 m 3
2. Lai aprēķinātu oglekļa dioksīda tilpumu, mēs sastādām un atrisinām proporciju:
sadedzinot 1 m 3 CH 4, jūs iegūstat 1 m 3 CO 2
degot 11,2 m 3 CH 4 izrādīsies x m 3 CO 2
x \u003d 11,2 1/1 \u003d 11,2 (m 3)
Atbilde: 11,2 m 3 oglekļa dioksīds
6. piemērs Tērauda balons saspiestu gāzu uzglabāšanai tika piepildīts ar šķidru skābekli, kas sver 8 kg.
Kādu tilpumu skābeklis aizņems gāzveida stāvoklī (N.O.)?
Risinājums:
1. Aprēķiniet šķidrā skābekļa ķīmisko daudzumu:
n( O 2 ) = 8000/32 = 250 (mol).
2. Aprēķiniet gāzveida skābekļa tilpumu:
V( O 2 ) \u003d 22, 4 250 \u003d 5600 dm 3.
Atbilde: 5600 dm 3
7. piemērs Aprēķināt gaisa masu ar tilpumu 1 m 3 (n.o.), ja tajā ir 78 tilpuma frakcijas slāpekļa, 21 - skābeklis, 1 - argons (izņemot citas gāzes).
Risinājums:
1. Balstoties uz uzdevuma nosacījumiem, gāzu apjomi gaisā ir attiecīgi vienādi:
V( N 2 ) \u003d 1 0,78 \u003d 0,78 m 3;
V(O 2) \u003d 1 0,21 \u003d 0,21 m 3,
V(BETr) \u003d 1 0,01 \u003d 0,01 m 3.
2. Aprēķiniet katras gāzes ķīmisko daudzumu:
n( N 2 ) = 0,78 / 22,4 10 -3 = 34,8 (mol),
n(O 2) \u003d 0,21 / 22,4 10 -3 \u003d 9,4 (mol),
n(BETr) \u003d 0,01 / 22,4 10 -3 \u003d 0,45 (mol).
3. Mēs aprēķinām gāzu masas:
m(N 2 ) = 34,8 28 = 974 (g),
m(O 2 ) = 9,4 32 = 30 (g),
m(BETr) = 0,45 40 = 18(r).
4. Aprēķiniet gaisa masu:
m(gaiss) = 974 + 301 + 18 \u003d 1293 (g) jeb 1,293 kg.
Atbilde: 1,293 kg gaisa
8. piemērs Aizdedzinot eudiometrā skābekļa un ūdeņraža maisījumu ar tilpumu 0,1 m 3 maisījuma tilpums samazinājās par 0,09 m 3 .
Kādi apjomiūdeņradis un skābeklis bija sākotnējā maisījumā, ja sadeg atlikušā gāze (n.o.) ?
Risinājums:
1. Pierakstiet reakcijas vienādojumu:
2H 2 + O 2 = 2H 2 O
2 mol 1 mol 2 mol
2. Mēs nosakām gāzu tilpumus, kas nonākuši reakcijā.
Skaļums gāzu maisījums tika samazināts, veidojoties šķidram ūdenim, tāpēc reaģējušo gāzu tilpums ir 0,09 m 3 .
Jo gāzes reaģēt attiecībā 2:1, tad no 0,09 m 3 divas daļas
nokrīt uz ūdeņraža, un viens - uz skābekli. Tāpēc reakcijā
iebrauca 0,06 m 3 ūdeņradis un 0,03 m 3 skābeklis.
3. Mēs aprēķinām gāzu tilpumus sākotnējā maisījumā.
Jo atlikušā gāze sadeg, tad tas ir ūdeņradis - 0,01 m 3 .
V(H 2 ) = 0,01 + 0,06 = 0,07 (m 3 ) vai 70 l,
V(O 2 ) = 0,1–0,07 = 0,03 (m 3 ) vai 30 l.
Atbilde: 70 litri ūdeņraža, 30 litri skābekļa
9. piemērs Noteikt ūdeņraža blīvumu gāzu maisījumam, kas sastāv no 56 litriem argona un 28 litriem slāpekļa (N.O.)?
Risinājums:
1. Pamatojoties uz gāzu relatīvā blīvuma definīciju,
D H 2 = M (maisījumi) / M(H 2 ).
2. Aprēķiniet gāzu maisījuma ķīmisko daudzumu un masu:
n(Ar) \u003d 5,6 / 22,4 \u003d 2,5 (mol);
n(N 2 ) = 28/22,4 = 1,25 (mol);
n(maisījumi) = 2,5 + 1,25 = 3,75 (mol).
m(Ar) = 2,5 40 = 100 (g),
m(N 2 ) = 1,25 28 = 35 (g),
m(maisījumi) \u003d 100 + 35 \u003d 135 (g), jo
M(Ar) = 40 g/mol, M (N 2 ) = 28 g/mol.
3. Aprēķiniet maisījuma molāro masu:
M(maisījums) = m (maisījumi) / n (maisījumi) ;
M (maisījums) \u003d 135 / 3,75 \u003d 36 (g / mol)
4. Aprēķiniet gāzu maisījuma relatīvo blīvumu ūdeņradim:
D H 2 = 36/2 = 18.
Atbilde: 18
10. piemērs Vai trīs litru burkā, kas pildīta ar skābekli (n.o.s.) ir iespējams pilnībā sadedzināt 3 g kokogles?
Risinājums:
1. Mēs uzrakstām ogļu sadegšanas reakcijas vienādojumu:
NO + O 2 = SO 2
1 mol 1 mol
2. Mēs aprēķinām ogļu ķīmisko daudzumu:
n(NO) = 3/12 = 0,25 (mol), jo M (C) \u003d 12 g / mol.
Būs arī reakcijai nepieciešamais ķīmiskais skābekļa daudzums 0,25 mol (pamatojoties uz reakcijas vienādojumu).
3. Mēs aprēķinām skābekļa daudzumu, kas nepieciešams, lai sadedzinātu 3 g ogļu:
V(O 2 ) = 0,25 22.4 = 5,6 (l).
4. Tā kā gāze aizņem trauka tilpumu, kurā tā atrodas, tajā ir 3 litri skābekļa. Tāpēc šī summa nav pietiekama 3 g ogļu sadedzināšanai.
Atbilde: nepietiek
11. piemērs. Cik reizes palielināsies šķidrā ūdens tilpums, pārvēršoties tvaikā pie n.o.s.?
Ķīmiskai reakcijai aA + bB = cC + dD
attiecības
kur nА un nВ ir reakcijā iekļuvušo izejvielu daudzumi, nС un nD ir radušos produktu daudzumi, un, b, с un d ir stehiometriskie koeficienti.
Ir viegli pāriet no vielu daudzuma uz to masu:
Gāzveida vielām to tilpumi bieži tiek noteikti vai noteikti. Ja reaģents B un produkts D ir gāzes, tad tiek veikta pāreja no šo vielu daudzumiem uz to tilpumiem:
Ņemot vērā zināmo (pēc stāvokļa) vienas no reakcijā iesaistītajām vielām daudzumu, masu vai tilpumu (gāzei), ir iespējams aprēķināt visu daudzumu vērtības pārējām vielām.
Gāzu A un B maisījuma gadījumā, no kurām viena ir iesaistīta reakcijā, var atrast to tilpumu attiecību VA:VB un noteiktai attiecībai to maisījuma tilpumu (vai otrādi).
Problēmas risinājuma piemērs
Augstā temperatūrā magnijs reaģē ar slāpekli, kas ņemts kā maisījums ar argonu, ar kopējo tilpumu 5,6 l (n.o.) un veido 15 g nitrīda. Aprēķina gāzu V(N2):V(Ar) tilpuma attiecību sākotnējā maisījumā.
Uzdevumi A daļas patstāvīgam risinājumam
1. 6 l slāpekļa oksīda (II) reaģēja ar 5 l skābekļa (apjomi mērīti vienādos apstākļos), tāpēc gala maisījumā produkta tilpuma attiecība pret vienu no reaģentiem ir
2. Slēgtā traukā 67,2 litros (n.a.) skābekļa tika sadedzināti 24 g grafīta un iegūta skābekļa un produkta tilpuma attiecība vienāda ar
3. Caur ozonatoru izlaisti 7,5 mol skābekļa, kas daļēji pārvērtās ozonā. Pēdējais tiek pilnībā iztērēts, lai "sadedzinātu" (normālos apstākļos) 0,5 mol sērūdeņraža (pārvēršas par SO2); tādēļ tilpuma attiecība O3:O2 pie ozonizatora izejas bija
4. Kālija bromīds, kas sver 142,8 g, kvantitatīvi reaģēja šķīdumā ar hloru, kas ņemts kā maisījums ar gaisu tilpuma attiecībā 1 (hlors): 2 (gaiss). Sākotnējā gāzu maisījuma kopējais tilpums (litros) bija
5. Lai pilnībā sadedzinātu 17,92 litrus (n.o.) CH4 + H2 maisījuma, bija nepieciešams 1 mols skābekļa. Sākotnējā maisījumā CH4:H2 tilpuma attiecība ir vienāda ar:
6. Gāze A, kas iegūta, kalcinējot 0,04 mol KClO3 uz katalizatora, tika sajaukta (pie n.a.) traukā ar gāzi B, kas tika atbrīvota, apstrādājot 6 g kalcija ar ūdeni, un tika iegūts maisījums ar tilpuma attiecību A. : B vienāds ar
7. Pēc nitrobenzola sadedzināšanas skābekļa pārpalikumā tika iegūts produktu maisījums (slāpeklis, oglekļa dioksīds, ūdens), kurā ir 4 litri (n.a.) slāpekļa un tilpuma attiecība N2:O2 ir 4:1. apstākļos sākotnējais skābekļa tilpums (litros, n.a.) bija
8. 1 mola amonija hlorīda termiskā sadalīšanās tika veikta tērauda cilindrā, kurā jau bija 11,2 litri (n.a.) amonjaka. Galīgā tilpuma attiecība NH3:HCl ir
9. Skābekļa un hlora maisījums ar tilpuma attiecību 9:1 tika izmantots 0,5 molu vienkāršas vielas izolēšanai no KI šķīduma, tāpēc kopējais patērētā gāzu maisījuma tilpums (litros, n.a.) ir
10. Skābeklis, kas iegūts, kalcinējot 1 mol KClO3 uz katalizatora, tika izvadīts caur ozonatoru, savukārt 5% skābekļa pārvērtās ozonā un ozonatora izejā tika iegūta tilpuma attiecība O2:O3.
Plānplēves metālu-polimēru sistēmu veidošanās no gāzes fāzes fizikāli ķīmiskās likumsakarības
Plānkārtas metālu polimēru materiāli (metalizēti polimēri, metāla izstrādājumi ar plānu polimēru pārklājumu, daudzslāņu sistēmas u.c.), kas veidoti ar vakuuma tehnoloģiju...
Ge epitaksiālā augšana uz Si (100) virsmas
Mikroelektronikas, optikas, instrumentu izgatavošanas un citu jauno tehnoloģiju nozaru sasniegumi un turpmākās attīstības perspektīvas ir saistītas ar plāno kārtiņu fiziku. Elektronisko mikrominiaturizācijas progress...
Sastāvdaļas ar īpašībām, kas samazina polimēru materiālu uzliesmojamību
Katru gadu ugunsgrēki valsts ekonomikai nodara simtiem miljonu rubļu lielus zaudējumus. Polimēru materiālu sadegšanas laikā, liels skaits toksiskas gāzes, kas nelabvēlīgi ietekmē cilvēkus un ...
