Какое количество вещества содержится при нормальных условиях в следующих порциях газов
ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А., 2018, §11 МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ ГАЗОВ
ПРОВЕРЬТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Какие условия называются нормальными? При температуре 0 °С и давлении 760 мм рт.ст.
Упражнение 2. Сформулируйте закон Авогадро и следствия, вытекающие из этого закона.
Закон: «В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул».
Следствие 1: «Одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём».
Следствие 2: «Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс».
Упражнение 3. Перечислите, какую информацию несёт формула газообразного вещества.
1 ) индивидуальное вещество;
2) тип вещества (простое или сложное);
3) одну молекулу вещества (для веществ, имеющих молекулярное строение), формульную единицу (для веществ, имеющих немолекулярное строение);
4) качественный состав вещества, т. е. какие химические элементы входят в его состав;
5) количественный состав вещества, т. е. число атомов каждого химического элемента в составе его одной формульной частицы.
6) формула показывает количество вещества, равное 1 моль.
ПРИМЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ
Упражнение 1. Какое количество вещества при нормальных условиях составляют указанные объёмы различных газов:
а) 11,2 л кислорода;
Дано: V(O2)=11,2 л. Найти: γ(O2)-?
Решение:
γ(O2)= V(O2)/VM=11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль.
Ответ: 0,5 моль.
б) 5,6 л метана;
Дано: V(CH4)=5,6 л. Найти: γ(CH4)-?
Решение:
γ(CH4)= V(CH4)/VM=5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль.
Ответ: 0,25 моль.
в) 896 мл сероводорода;
Дано: V(H2S)= 896 мл. Найти: γ(H2S)-?
Решение:
γ(H2S)= V(H2S)/VM=896 мл : 22,4 мл/ммоль = 40 ммоль.
Ответ: 40 ммоль.
г) 1 м3 углекислого газа?
Дано: V(CO2)= 1 м3. Найти: γ(СO2)-?
Решение:
γ(СO2)= V(СO2)/VM=1 м3 : 22,4 м3/кмоль = 0,04464 кмоль = 44,64 моль.
Ответ: 44,64 моль.
Изменятся ли ответы, если в условии задания не указывать названия газов? Нет, не изменятся.
Поясните ответ. Любой газ в количестве вещества 1 моль при условиях, которые называются нормальными (н. у.), будет занимать один и тот же объём, который называют молярным объёмом.
Упражнение 2. Найдите плотности следующих газов (н.у.):
Поставим в формулу ρ=m/V выражения формул вычисления массы и объёма: m=γ•M и V=γ•VM, получим формулу вычисления плотности газов при н.у.: ρ=m/V=(γ•M)/(γ•VM)=M/VM, следовательно ρ=M/VM.
а) углекислого газа СО2;
Дано: CO2. Найти: ρ(СO2)-?
Решение:
Mr(CO2)=Ar(C)+2•Ar(O)=12+2•16=44, M(CO2)=44 г/моль
ρ(СO2)= M(CO2):VM=44 г/моль : 22,4 моль/л = 1,96 г/л
Ответ: 1,96 г/л.
б) сернистого газа SO2;
Дано: SO2. Найти: ρ(SO2)-?
Решение:
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)= M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 моль/л = 2,86 г/л
Ответ: 2,86 г/л.
в ) аммиака NН3;
Дано: NН3. Найти: ρ(NН3)-?
Решение:
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)= M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 моль/л = 0,76 г/л
Ответ: 0,76 г/л.
г) метана СН4.
Дано: СН4. Найти: ρ(СН4)-?
Решение:
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)= M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 моль/л = 0,71 г/л
Ответ: 0,71 г/л.
Упражнение 3. Найдите относительную плотность кислорода:
а) по водороду;
Дано: O2. Найти: DH2(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
M(H2)=Mr(H2)=2•Ar(H)=2•1=2 г/моль
DH2(O2)=М(O2)/М(H2)= 32 г/моль : 2 г/моль=16
Ответ: DH2(O2)=16
б) по воздуху.
Дано: O2. Найти: Dвоздуха(O2)-?
Решение:
M(O2)=Mr(O2)=2•Ar(O)=2•16=32 г/моль
Dвоздуха(O2)=М(O2)/М(воздуха)=32 г/моль : 29 г/моль=1,103
Ответ: Dвоздуха(O2)=1,103
Упражнение 4. Одно из газообразных соединений углерода с кислородом массой 6,25 г занимает (н. у.) объём, равный 5 л. Определите молярную массу соединения.
Дано: m(соединения)= 6,25 г, V (соединения)=5 л Найти: М(соединения)-?
Решение:
Молярную массу газа легко рассчитать, имея массу 1 литра, т.е. плотность ρ=m/V.
ρ(соединения)=m(соединения)/V(соединения)=6,25 г : 5 л = 1,25 г/л.
M(соединения)=VМ•ρ(соединения)=22,4 л/моль•1,25 г/л = 28 г/моль,
Соединение СО: 12 + 16 = 28
Ответ: M(СО)=28 г/моль.
Упражнение 5. Рассчитайте количество вещества, массу и объём (н. у.) порции азота N2 содержащей
а) 9,03•1023 атомов азота.
Дано: N(N)= 9,03•1023 атомов. Найти: γ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1. Количество вещества (молекул, атомов, ионов) рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – сталая Авогадро.
γ(N)= N(N)/NА=9,03•1023 : 6,02•1023 моль-1= 1,5 моль.
В 1 моль вещества азота N2 содержится 2 моль атомов азота N, тогда 1 моль атомов азота будут содержаться в 1/2 моль вещества азота, а 1,5 моль атомов азота будут содержаться в таком количестве вещества азота:
γ(N2)=1/2 • γ(N)=1/2 • 1,5 моль=0,75 моль.
2. Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль.
m(N2)=γ(N2)•M(N2)=0,75 моль • 28 г/моль = 21 г.
3. Объём вещества рассчитываем по формуле: V =γ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)= γ(N2)•VM=0,75 моль • 22,4 л/моль = 16,8 л.
Ответ: 0,75 моль, 21 г, 16,8 л.
а) 9,03•1023 молекул азота.
Дано: N(N2)= 9,03•1023 молекул. Найти: γ(N2)-?, m(N2)-?, V(N2)-?
Решение:
1. Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=N/NА, где NА=6,02•1023моль-1 – сталая Авогадро.
γ(N2)= N(N2)/NА=9,03•1023: 6,02•1023 моль-1= 1,5 моль.
2. Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(N2)=Mr(N2)=2•Ar(N)=2•14=28 г/моль.
m(N2)=γ(N2)•M(N2)=1,5 моль • 28 г/моль = 42 г.
3. Объём вещества рассчитываем по формуле: V=γ•VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём.
V(N2)=γ(N2)•VM=1,5 моль • 22,4 л/моль = 33,6 л.
Ответ: 1,5 моль, 42 г, 33,6 л.
Упражнение 6. Какая масса углерода содержится:
а) в 2 моль углекислого газа;
Дано: γ(CO2)=2 моль. Найти: m(С)-?
Решение:
В 1 моль вещества CO2 содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 2 моль СО2 будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=γ(СO2)=2 моль
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)= Ar(С) г/моль =12 г/моль.
m(С)=γ(С)•M(С)=2 моль •12 г/моль = 24 г.
Ответ: 24 г.
б) в 67,2 л угарного газа СО (н. у.);
Дано: V(CO)=67,2 л. Найти: m(С)-?
Решение:
1. Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=V/VM, где VM=22,4 л/моль – молярный объём..
γ(СO)=V(СO)/VM=67,2 л : 22,4 л/моль = 3 моль.
В 1 моль вещества CO содержится 1 моль атомов углерода С, тогда в 3 моль СО будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=γ(СO)=3 моль
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)=Ar(С) г/моль=12 г/моль.
m(С)=γ(С)•M(С)=3 моль •12 г/моль = 36 г.
Ответ: 36 г.
в) в 13 мг ацетилена С2Н2?
Дано: m(C2Н2)=13 мг. Найти: m(С)-?
Решение:
Количество вещества рассчитываем по формуле: γ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(C2Н2)=2•Ar(С)+2•Ar(Н)=2•12+2•1=26, поэтому M(С2Н2)= 26 мг/ммоль.
γ(С2Н2)=m(С2Н2)/M(С2Н2)=13 мг : 26 мг/ммоль = 0,5 ммоль.
В 1 моль вещества С2Н2 содержится 2 моль атомов углерода С, тогда в 0,5 ммоль С2Н2 будет содержаться такое количество атомов углерода:
γ(С)=2•γ(С2Н2)= 2•0,5 ммоль=1 ммоль.
Массу вещества рассчитываем по формуле: m=γ•M, где M=Mr г/моль.
M(С)= Ar(С) г/моль =12 мг/ммоль.
m(С)=γ(С)•M(С)=1 ммоль •12 мг/ммоль = 12 мг.
Ответ: 12 мг.
Упражнение 7. Расположите следующие газы в порядке возрастания их плотностей при н. у.: неон Ne, сернистый газ SO2, метан СН4, фтор F2, аммиак NН3.
Дано: Ne, SO2, СН4, F2, NН3.
Найти: ρ(Ne)-?, ρ(SO2)-?, ρ(CH4)-?, ρ(F2)-?, ρ(NН3)-?.
Решение:
Рассчитываем плотность неона Ne:
M(Ne)=Ar(Ne)=20 г/моль
ρ(Ne)=M(Ne):VM=20 г/моль : 22,4 моль/л=0,893 г/л
Рассчитываем плотность сернистого газа SO2:
Mr(SO2)=Ar(S)+2•Ar(O)=32+2•16=64, M(SO2)=64 г/моль
ρ(SO2)= M(SO2):VM=64 г/моль : 22,4 моль/л = 2,86 г/л
Рассчитываем плотность метана СН4:
Mr(СН4)=Ar(C)+4•Ar(H)=12+4•1=16, M(СН4)=16 г/моль
ρ(СН4)= M(СН4):VM=16 г/моль : 22,4 моль/л = 0,71 г/л
Рассчитываем плотность фтора F2:
M(F2)=Mr(F2)=2•Ar(F)= 28 г/моль
ρ(F2)= M(F2):VM=28 г/моль : 22,4 моль/л = 1,25 г/л
Рассчитываем плотность аммиака NН3:
Mr(NН3)=Ar(N)+3•Ar(H)=14+3•1=17, M(NН3)=17 г/моль
ρ(NН3)= M(NН3):VM=17 г/моль : 22,4 моль/л = 0,76 г/л
ρ(СН4)<ρ(NН3)< ρ(Ne)<ρ(F2)<ρ(SO2)
Ответ: метан, аммиак, неон, фтор, сернистый газ.
Источник
Решениие задач по химии на закон Авогадро
Задача 53.
Сопоставить числа молекул, содержащихся в 1г NH3 и в 1г N2. В каком случае и во сколько раз число молекул больше?
Решение:
В одном моле любого вещества содержится 6,02 . 1023 молекул этого вещества.
Рассчитаем содержание количества вещества в 1г NH3 и N2 по формуле:
(B) – количество вещества (В);
m(B)- масса вещества (В);
M(B) – Молярная масса вещества (В).
М(NH3) = 17г/моль, M(N2) = 28г/моль.
Тогда
Число молекул NH3 больше числа молекул N2, так как (NH3) >(N2) . Теперь рассчитаем, во сколько раз число молекул NH3 больше числа молекул N2:
Ответ: в 1,65 раз число молекул NH3 больше числа молекул N2.
Задача 54.
Выразить в граммах массу одной молекулы диоксида серы.
Решение:
Находим молекулярную массу диоксида серы:
M(SO2) = 32 + (16 . 2) = 64г/моль.
Молекулярная масса численно составляет массу одного моля вещества, а значит, вес одного моля численно равен молекулярной массе и составляет 64г. Известно, что в одном моле любого вещества содержится 6,02 . 1023 молекул данного вещества. Исходя из этого, рассчитаем массу в граммах одной молекулы диоксида серы:
Ответ: масса одной молекулы диоксида серы равна.
Задача 55.
Одинаково ли число молекул в 0,001кг Н2 и в 0,001кг О2? В 1 моле Н2 и в 1 моле 02? В 1л Н2 и в 1л О2 при одинаковых условиях?
Решение:
Молекулярные массы водорода и кислорода равны соответственно 2г/моль и 32г/моль. Отсюда находим количество водорода и кислорода, зная их массы:
Один моль любого вещества содержит 6,02 .1023 молекул. Следовательно, в 0,001кг водорода и в 0,001кг кислорода содержится разное число молекул:
Так как имеется по одному молю водорода и кислорода, то количество молекул веществ будет одинаково:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л, В которых содержится 6,02 . 1023 молекул. Отсюда рассчитаем количество молекул вещества, содержащихся в 1л водорода и в 1л кислорода:
Ответ: а) в 0,001кг водорода и в 0,001кг кислорода содержится разное число молекул; б) в одном моле водорода и в одном моле кислорода содержится одинаковое число молекул: в) в одном литре водорода и в одном литре кислорода содержится одинаковое число молекул.
Задача 56.
Сколько молекул содержится в 1,00 мл водорода при нормальных условиях?
Решение:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л, В которых содержится 6,02 .1023 молекул. Отсюда рассчитаем количество молекул вещества, содержащихся в 1мл водорода из пропорции:
Ответ: 2,69 .1019 молекул.
Задача 57.
Какой объем при нормальных условиях занимают 27 .1021 молекул газа?
Решение:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л, В которых содержится 6,02 . 1023 молекул. Отсюда находим какой объём при нормальных условиях занимают 27 .1021 молекул газа, составив пропорцию:
Ответ: V=1л.
Задача 58.
Каково соотношение объемов, занимаемых 1 молем О2 и 1 молем О3 (условия одинаковые)?
Решение:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л. Следовательно соотношение объёмов, занимаемых одним молем О2 и одним молем О3 иметь вид:
Ответ: 1:1
Задача 59.
Взяты равные массы кислорода, водорода и метана при одинаковых условиях. Найти отношение объемов взятых газов.
Решение:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л. Мольные массы кислорода, водорода и метана, соответственно равны 32 г/моль; 2г/моль; 16 г/моль.
Так как массы кислорода, водорода и метана одинаковы при одинаковых условиях, то отношение объёмов взятых газов находим из пропорции:
Ответ: 1:16:2.
Задача 60.
На вопрос, какой объем займет 1моль воды при нормальных условиях, получен ответ: 22,4л. Правильный ли это ответ?
Решение:
Согласно закону Авогадро в равных объёмах любых газов, взятых при одинаковых условиях, содержится одинаковое число молекул, Один моль любого газа занимает 22,4л. Так как вода при нормальных условиях находится в жидкой, а не в газообразной фазе, то ответ, что 1моль воды займёт 22,4л не правильный. Учитывая, что молярная масса воды равна 18г/моль, а плотность равна единице, то правильный ответ будет равен:
Ответ: 18мл.
Задача 61.
Сколько молекул диоксида углерода находится в 1л воздуха, если объемное содержание СО2 составляет 0,03% (условия нормальные)?
Решение:
При нормальных условиях углекислый газ, содержащийся в 1л воздуха, занимает объём 0,0003л. Зная, что мольный объём любого газа занимает 22,4л, рассчитаем число молей углекислого газа в 0,0003л из пропорции:
Учитывая, что в одном моле вещества содержится 6,02 . 1023 молекул, находим число молекул в 0,0003л газа:
Ответ: 8,07 .1018 молекул.
Источник
Решение задач на количественные характеристики вещества:
количества вещества, массу и объем
Количество вещества (ν) связано с числом структурных единиц (N) в образце вещества, его массой (m) и объемом (V) — для газообразных веществ при н. у. — следующими уравнениями:
в которых
Vm = 22,4 л/моль (мл/ммоль, м3/кмоль) при н.у.,
NA = 6,02 • 1023 (постоянная Авогадро),
а молярная масса (М) численно равна относительной молекулярной массе вещества.
Цитаты из пособия «Задачи по химии 8-9 кл.» (авт. О.С. Габриелян и др.) использованы в учебных целях. Ссылка на покупку книги указана в конце конспекта.
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
№ 1.
Определите абсолютную массу (в г) одной молекулы воды.
Ответ: m (молекулы Н2O) = 2,99 • 10–23 г.
№ 2.
Определите массу порции оксида серы (VI), содержащей 7,224 • 1023 атомов кислорода.
Ответ: m(SO3) = 32 г.
№ 3.
Сколько атомов азота содержится в оксиде азота (I), объем которого (н. у.) равен 20,16 л?
Ответ. N(N) = 10,836 • 1023.
№ 4.
Определите объем (н. у.) оксида углерода (IV), в котором содержится столько же атомов кислорода, сколько их содержится в 48 г карбоната кальция.
Ответ. V(СO2) = 16,12 л.
№ 5.
Определите относительную плотность сероводорода по водороду и по воздуху.
Ответ: DH2(H2S) = 17; Dвозд(H2S) = 1,17.
№ 6.
Плотность газа по кислороду равна 0,875. Определите число молекул, содержащихся в 15,4 г этого газа.
Ответ. N(газа) = 3,311 • 1023.
ЗАДАЧИ с КРАТКИМ ОТВЕТОМ
№ 7. Сплав содержит 16 г меди и 11,2 г железа. Атомов какого метала будет больше в данном образце сплава?
№ 8. Смешали 16,8 г азота и 15,68 л (н. у.) водорода. Какое суммарное число молекул обоих газов будет содержаться в данной смеси?
№ 9. Чему равна масса порции хлорида бария, содержащая 1,3244 • 1024 ионов хлора?
№ 10. Какую массу должен иметь образец нитрата калия, чтобы в нем было столько же атомов кислорода, сколько их содержится в образце сульфата натрия массой 21,3 г?
№ 11. Сколько атомов хлора содержится в смеси, состоящей из 16,68 г хлорида фосфора (V) и 16,5 г хлорида фосфора (III)?
№ 12. Вычислите массу смеси, содержащей 672 мл (н. у.) оксида азота (I), 0,125 моль оксида азота (II) и 1,15 г оксида азота (IV). Сколько атомов азота будет содержаться в этой смеси?
№ 13. Молекула некоторого газа имеет массу 6,063* 10–23г. Определите плотность данного газа по гелию.
№ 14. Вычислите плотность газа по азоту, если 1 л (н. у.) этого газа имеет массу 1,7857 г.
№ 15. Плотность газа по воздуху равна 2,207. Найдите плотность этого газа по хлору и массу одной молекулы этого газа (в г).
№ 16. Масса порции оксида алюминия равна массе порции оксида кремния (IV). В какой порции будет содержаться больше атомов кислорода?
№ 17. Порции метана СН4 и аммиака NH3 содержат одинаковое число атомов водорода. Какая порция будет иметь большую массу?
№ 18. Десять молекул газа имеют массу 6,063 * 10–22г. Определите плотность данного газа по водороду.
№ 19. Определите массу и объем (н. у.) аммиака, содержащего столько же атомов водорода, сколько их содержится в 2,55 г сероводорода.
Решение задач на основные количественные характеристики вещества. Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующей теме: Решение задач с долей вещества в смеси, в соединении.
- Вернуться к списку конспектов по Химии.
- Проверить знания по Химии.
- Купить книгу Задачи по химии и способы их решения. 8-9 кл. / О.С. Габриелян и др. — М.: Дрофа.
Источник