Студопедия — Задачи на газы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачи на газы






Следует запомнить, что 1 моль любого газа содержит одинаковое число молекул (закон Авогадро). Следовательно, 1 моль любого газообразного вещества при одинаковых условиях занимает один и тот же объем. Этот объем называют молярным; при нормальных условиях (О °С, 0,1 МПа) он равен 22,4 л/моль. Пользуясь этим значением, можно вычислить массу заданного объема газа, объем задан­ной массы газа, молярную массу газа.

Пример 1. Определите объем, занимаемый 11 г оксида углерода (IV) при н. у.

Дано:

m(CO2) = 11 г Решение. Молярная масса СО2, равна 44 г/моль,

молярный объем - 22,4 л/моль при н. у.

V (СО2) -? Определим объем 11 г СО2:

44 г СО2 занимают объем 22,4 л

11 г СО2 ------- х л,

решая пропорцию, находим х = 5,6 л. Ответ: V(CO2) = 5,6 л

Вычисления в таких задачах могут быть сделаны и на ос­нове уравнения Клапейрона - Менделеева: PV= mRT/M.

Здесь Р, V, m, М и Т - давление, объем, масса, молярная масса и абсолютная температура газа; R - универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/ (моль . К).

Пример 2. Определите молярную массу газа, если 1 л его при 27 °С и давлении 1,2 • 105 Па имеет массу 0,96 г.

Дано:

Р = 1,2 . 105 Па Решение. Учитывая, что Т = 273 + 27 = 3000С

M = 0,96 г Из уравнения Клапейрона - Менделеева находим

V = 1 л М= mRT/РV) = 0,96 . 8,314 . 300/(1,2 . 105 . 10-3) ≈ 20 г/моль.

Т=3000С

М(газа) -? Ответ: М (газа) = 20 г/моль, видимо, это газ, Ne.

 

Молярная масса газа может быть вычислена из отношения плотностей определяемого и известного газа, молярная масса которого дана. Число, показывающее, во сколько раз масса одного газа больше или меньше массы такого же объема другого газа, на­зывают плотностью первого газа относительно второго.

Из закона Авогадро следует, что при одинаковых услови­ях массы m равных объемов газов относятся как их молярные массы М: m1/ m2 = М12

В расчетах, связанных с газами, часто приходится перeходить от данных условий к нормальным или наоборот. Для приведения к нормальным условиям следует использовать объединенный газовый закон:

PV/T= P0V0/T0, где P0 = 101 325 Па (101,3 кПа), T0 = 00С (273 К) V0 = 22,4 л/моль.

 

Пример 3. Какой объем займет при температуре 200С и давлении 250 кПа аммиак объемом 67,2 л?

Дано:

V0 = 67,2 л Решение. Пользуясь уравнение: PV/T= P0V0/T0,

T= 273+20=293 К находим V = P0V0T / P Т0 = 101,3 . 67,2 . 293 /,

P0 = 101,3 кПа 250 . 273 = 29,2 л

T0 = 273 К

Р = 250 кПа

 


V(NH3) -? Oтвет: V(NH3) = 29,2 л

Пример 4. Какую массу будет иметь азот объемом 30 л при нормальных условиях?

Решение. Молярный объем газа при нормальных услови­ях Vm = 22,4 л/моль. В соответствии с формулой рас­считываем количество вещества молекулярного азота:

Определяем массу азота:

n(N2) = V(N2)/ Vm = 30/22,4 = 1,34 моль; n(N2) = 1,34 моль.

m(N2) = M(N2) . n(N2) = 28 г/моль .1,34 моль = 37,52 г.

Пример 5. Какой объем газа выделяется при взаимодействии цинка на 160 г 10% раствор серной кислоты? (н.у.)

Дано:

m(p-pa H2SO4) = 160 г

ω (H2SO4) = 10%

Vm = 22,4л/моль

V(Н2) =?

Решение

1) m(H2SO4) = m(H2SO4) . ω (H2SO4) /100% = 160 . 10/100% = 16 г

16 г х л

Н2SO4 + Zn = ZnSO4 + Н2

υ = 1 моль 1 моль

M = 98 г/моль Vm = 22,4л/моль

m = 98 г V = 22,4 л

2) Решая пропорцию: 16/98 = х /22,4, находим х = 16 . 22,4 /98 = 3,66 л.

Ответ: V(Н2) = 3,66 л.

Пример 6. Смесь 0,5 л водорода и 1 л хлора взорвали в толстостенном сосуде. Определите объем продукта реакции (н.у.).

Дано:

V(Н2) = 0,5 л Решение. Согласно стереохимическому уравнению хлор

V(Cl2) = 1 л и водород взаимодействуют в одинаковых молярных

соотношениях (в эквивалентных соотношениях).

V(НCl) -? Это значит, что 0,5 л водорода может взаимодействовать

с 0,5 л хлора с образованием 1 л хлороводорода (0,5 л С12

останется неиспользованным). Можно рассчитать «избыток

и недостаток» (водород в недостатке, хлор в избытке) и

вычислить объем хлороводорода:

 

1 л 0,5 л х л

С12 + Н2 = 2НС1

1 моль 1 моль 2 моль

1 . 22,4 л 2 . 22,4

В задачах на газы на основе стехиометрических уравнений удобно пользоваться стехиометрическими коэффициентами (22,4 л подлежат сокращению). Поэтому рассуждение следующее: согласно этому стехиометрическому уравнению 1 объем (0,5л) Н2 взаимодействует с 1 объемом (0,5 л) С12 с образованием 2 объемов.

Закон объемных отношений гласит: объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа (Гей-Люссак).

Решая полученное уравнение, находим х = 0,5 . 2 моль / 1 моль = 1 л.

Ответ: V(НCl) = 1 л.

 

Пример 6. Чему равен объем газа (н. у.), образующегося при добавлении 5 г школьного мела (содержанием примесей пренебречь) к соляной кислоте, содержащей 4,48 л хлороводорода?

Дано:

V(HCl) = 4,48 л Решение.

m(CaCO3) = 5 г 5 г 4,48 л х л

CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2

V(CO2) -? υ - 1 моль 2 моль 1 моль

М 100 г/моль 22,4 л/моль 22,4 л/моль

υ1 =5/100=0,05моль; υ1 =4,48 /22,4 = 0,2моль (избыток)

100 г 22,4 л

Значит, HCl в избытке, расчет ведем по «недостатке».

По стехиометрическому уравнению количества вещества υ (CaCO3) = υ(CO2) равны. Значит, СО2 образовалось также 0,05 моль, тогда его объем

равен: V(CO2) = 0,05 моль . 22,4 л/моль = 1,12 л.

 

Самостоятельно решите задачу. Какой объем газа выделяется при действии 100 г 10%-ного раствора соляной кислоты на железо?

 







Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 1894. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Трамадол (Маброн, Плазадол, Трамал, Трамалин) Групповая принадлежность · Наркотический анальгетик со смешанным механизмом действия, агонист опиоидных рецепторов...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Менадиона натрия бисульфит (Викасол) Групповая принадлежность •Синтетический аналог витамина K, жирорастворимый, коагулянт...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Уравнение волны. Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение. Уравнение сферической волны Уравнением упругой волны называют функцию , которая определяет смещение любой частицы среды с координатами относительно своего положения равновесия в произвольный момент времени t...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия