Основные газовые законы в химии

Стр 1 из 5Следующая ⇒

61. Уравнение состояния газа выведено Д.И. Менделеевым и Клайпероном. Оно записывается: , где Р - давление, при котором находится газ, V - объем газа, m - масса газа, М - молекулярная масса газа, R - молярная газовая постоянная, Т - температура системы. Уравнение также называется уравнением Менделеева-Клайперона. Пример: найти объем 3-х моль газа, находящегося при 106.8 кПа и температуре 400К: литра.

62.

63. а)

б)

в)

64. Газ называется идеальным, если газ подчиняется законам Клайперона-Менделеева и Рауля. Характеристика реального газа близка к идеальному, если форма его молекул близка к идеальному шару, если отсутствует взаимодействие между молекулами и столкновения молекул можно принять за упругое соударение.

65. , следовательно, г/моль.

66. , следовательно, г/моль.

67. , следовательно, г.

68. , => литров.

69. , следовательно,

70. , => кПа

71. Уравнение Клайперона записывается: , где Р - давление, при котором находится газ, V - объем газа, m - масса газа, М - молекулярная масса газа, R - молярная газовая постоянная, Т - температура системы. Оно используется при нахождении неизвестного параметра состояния газа (давления, массы, температуры, молярной массы, объема) по известным параметрам, входящим в уравнение. Пример: найти объем 3-х моль газа, находящегося при 106.8 кПа и температуре 400К: литра.

72. Нормальными условиями для газов являются 298 К, 101, 3 кПа. => литра

73. Нормальными условиями для газов являются 298 К, 101, 3 кПа. => литра.

74. Парциальное давление газа пропорционально объемной доле газа в смеси газов. Р’(N₂) = Р(общ)*w%(N₂) / 100% = 101325*78.1 / 100 = 79135 Па. Р’(О₂) = Р(общ)*w%(О₂) / 100% = 101325*20.9 / 100 = 21177 Па. Р’(Ar) = Р(общ)*w%(Ar) / 100% = 101325*0.93 / 100 = 942 Па.. Р’(СО₂) = Р(общ)*w%(СО₂) / 100% = 101325*0.03 / 100 = 30.4 Па.

75. Парциальное давление газа пропорционально объемной доле газа в смеси газов: w%(NO) =P(NO) * 100% / P(общ) = 39990*100 / (39990 + 66630) = 37, 5%; w%(NO₂) =P(NO₂) * 100% / P(общ) = 66630*100 / (39990 + 66630) = 62, 5%;

76.

Дано V(CH₄) = 0.03 м³ Р(СН₄) = 96.0 кПа V(H₂) = 0.04 м³ Р(Н₂) = 84.0 кПа V(CО) = 0.01 м³ Р(СО) = 108.8 кПа

Найдем количество каждого вещества из закона Клайперона-Менделеева: n = PV/RT n(CH₄) = 96*30/(8.31*298) = 1.163 моль. Доля газа х1 = 1.163*100%/2.959 = 39, 3% n(H₂) = 84*40/(8.31*298) = 1.357 моль. Доля газа х1 = 1.357*100%/2.959 = 45, 9% n(CО) = 108.8*10/(8.31*298) = 0.439 моль. Доля газа х1 = 0.439*100%/2.959 = 14, 8% Vобщ = 30 + 40 + 10 = 80 литров, n(общ) = 1.163+1.357+0.439 = 2.959 моль, следовательно, Робщ = nRT/V = 2.959*8.31*298/80 = 91.6 кПа Парциальные давления: П(СН₄) = 91.6*0.393 = 36 кПа, П(Н₂) = 91.6*0.459 = 42 кПа, П(СО) = 91, 6*0.148 = 13, 6 кПа

77. V1(N₂) = 120мл = 0.120 л; Т = 20⁰С = 293 К; Р(общ) = 100 кПа, Р(Н₂О) = 2.3 кПа. Vн.у.(N₂) =?. Найдем парциальное давление азота: Р1(N₂)= Р(общ) - Р(Н₂О) = 100 - 2.3 = 97.3 кПа. => литра.

78. V1(Н₂) = 250мл = 0.250 л; Т = 26⁰С = 299 К; Р(общ) = 98.7 кПа, Р(Н₂О) = 3.4 кПа. Vн.у.(Н₂) =?. Найдем парциальное давление водорода: Р1(Н₂)= Р(общ) - Р(Н₂О) = 98.7 - 3.4 = 95.3 кПа. => литра.

79. Закон Авогадро: В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул.

Следствие 1. Объемы, занимаемые 1 моль газа, должны быть одинаковыми для всех газов.

Следствие 2. Один моль любого газа содержит 6, 02*10²³ соответствующих молекул.

Число Na = 6.02*10²³ носит название постоянной Авогадро и выведено с использованием его закона. Из закона Авогадро следует, что два газа одинаковых объемов, хотя и содержат равное число молекул, имеют неодинаковые массы: масса одного газ во столько же раз больше массы другого газа, во сколько раз относительная молекулярная масса первого больше, чем относительная молекулярная масса второго. Закон Авогадро имел фундаментальное значение в истории развития атомно-молекулярного учения.

80. Закон Авогадро: В равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. m(O₂) = 8.0 г. n(O₂) = m/M = 8 / 32 = 0.25 моль. V(O₂) = n*Vм = 0.25 * 22.4 = 5.6 литров.

81. V(H₂) = 280 литров. n(H₂) = V/Vм = 280 / 22.4 = 12.5 моль. m(Н₂) = n(H₂)* M(Н₂) = 12.5*2 = 25 грамм.

82. V(газа) = 600 мл. n(газа) = V/Vм = 0.6 / 22.4 = 0.0268 моль. M(газа) = m(газа) / n(газа) = 1.714 / 0.0268 = 64 грамм/моль.

83. n(СО₂) = 10 моль. V(СO₂) = n*Vм = 10 * 22.4 = 224 литра. m(СО₂) = n(СО₂)* M(СО₂) = 10*44 = 440 грамм.

84. V(газа) = 2 л. n(газа) = V/Vм = 2 / 22.4 = 0.089 моль. а) Молярная масса газа: M(газа) = m(газа) / n(газа) = 2.5 / 0.089 = 28 грамм/моль. б) Молекулярная масса газа = 28. в) абсолютная масса одной молекулы m = 28 / 6, 02*10²³ = 4, 65 *10^-23 грамм.

85. а) Даны равные количества азота и водорода: n(H₂) = n(N₂). Согласно закону Авогадро, «в равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул», т.е. отношение объемов азота и водорода равно 1.

б) Даны равные массы азота и водорода: m(H₂) = m(N₂). => V(H₂) = n(H₂)/Vм = = =>

86. Газ называется идеальным, если газ подчиняется законам Клайперона-Менделеева и Рауля. Характеристика реального газа близка к идеальному, если форма его молекул близка к идеальному шару, если отсутствует взаимодействие между молекулами и столкновения молекул можно принять за упругое соударение. Молекулы водорода по свойствам более близки к идеальному газу, чем молекулы азота. Поэтому молярный объем водорода ближе к идеальному значению, чем молярный объем азота.

87. Относительная плотность газа вещества А по веществу B - отношение относительной молекулярной массы А к относительной молекулярной массе вещества B. D_B(A)=M(A)/MB). D_{воздуху}(Cl₂) = M(Cl₂)/M(воздуха) = 71/29 = 2.45; D_{кислороду}(С₂Н₄) = M(C₂Н₄)/M(О₂) = 28/32 = 0.875.

88. D_{воздуху}(Ацетона)=2. D_B(A)=M(A)/MB), следовательно, М(ацетона) = D_{воздуху}*М(воздуха) = 2*29 = 58 г/моль.

89. D_{кислороду}(S_x)=8. D_B(A)=M(A)/MB), следовательно, М(S_x)= D_{кислороду}*М(кислорода) = 8*32 = 256 г/моль. х = М(S_x)/ М(S) = 256/32 = 8 атомов.

90. D_{водороду}(N₂+O₂)=15. D_B(A)=M(A)/MB). Средняя молекулярная масса смеси азота и кислорода равна М(N₂+O₂) = D_{водороду}*М(водорода) = 15*2 = 30 г/моль. Пусть х и у - соответственно объемные доли азота и кислорода в смеси. Составим систему:

х*М(N₂) + у*М(O₂) = 30

х + у = 1, следовательно у = 1 - х

х*М(N₂) + (1 - х)*М(O₂) = 30 => 28x + 32 - 32x = 30 => x = 0.5 => y = 1 - 0.5 = 0.5

91. Валентностью данного элемента называется число атомов соединяющегося с ним другого элемента. К элементам переменной валентности относятся: азот: B=1 - N₂O, B=2 - NO, B=3 - N₂O₃; железо: В=2 - FeO, B=3 Fe₂O₃, и многие другие элементы.

92. Валентностью данного элемента называется число атомов соединяющегося с ним другого элемента, т.е. валентность - это число связей с другими элементами, которые образует данный элемент. Постоянная валентность = 1: К, Li, Na, Rb - KCl, LiF, NaOH, RbF. Постоянная валентность = 2: Ca, Mg, Be - CaS, Mg(OH)₂, BeCl₂, Постоянная валентность = 3: Al, Ga, In - AlPO₄, Ga(OH)₃, InCl₃, К элементам переменной валентности относятся: азот: B=1 - N₂O, B=2 - NO, B=3 - N₂O₃; железо: В=2 - FeO, B=3 Fe₂O₃, и многие другие элементы.

93. Валентностью данного элемента называется число атомов соединяющегося с ним другого элемента, т.е. валентность - это число связей с другими элементами, которые образует данный элемент. Соответственно, максимальная валентность - это максимальное число связей, которые может образовать элемент в соединении. Максимальная валентность: P = 5 - H₃PO₄, Cl = 7 - HClO₄, S = 6 - SO₃, Xe = 8 - XeF₈.

94. Максимальная валентность: Sn =4 - H₂SnO₃, Sb =5 - SbCl₅, Se =6 - SeO₃, Br =7 - HBrO₄.

95. Максимальная валентность: V =5 - HVO₃, Cr =6 - K₂CrO₄, Mn =7 - KMnO₄, Ru =8 - RuO₄.

96. Значения валентности различаются на 2 у: серы - SO₂ / SO₃, хлора - HClO / HClO₂, таллия - TlCl / TlCl₃.

97. Значения валентности различаются на 1 у: меди - Cu₂O / CuO, железа - FeO / Fe₂O₃, титана - Ti₂O₃ / TiO₂.

98.

Соединение	H₂S	SO₃	H₂SO₃	SO₂	H₂SO₄	CS₂
Валентность серы

99.

Соединение

NH₃

N₂O

N₂O₃

HNO₂

NO₂

N₂O₅

HNO₃

NH₄NO₃

NH₄NO₂

N₂H₄

Na₃N

Валентность азота

3, 5

3, 3

100.

Соединение	NaCl	CaCl₂	Cl₂O	HClO	HClO₂	KClO₃	Cl₂O₇	HClO₄
Валентность хлора

101. По периоду максимальная валентность химических элементов увеличивается в связи с добавлением валентных электронов. Si: В=4 - SiO₂, P: В=5 - PCl₅, S: В=6 - SO₃, I: В=7 - HIO₄.

102. Максимальная валентность химического элемента совпадает с номером группы в ПС. Ge: В=4 - GeO₂, P: В=5 - PCl₅, Se: В=6 - SeO₃, Cl: В=7 - HClO₄.

103. Максимальная валентность химического элемента совпадает с номером группы в периодической системе, поэтому по периоду с увеличением атомного номера максимальная валентность увеличивается. По группе, в связи с уменьшением притяжения ядром валентных (внешних) электронов максимальная валентность с увеличением атомного номера уменьшается. Максимальная валентность Sn =4 - H₂SnO₃, Sb =5 - SbCl₅, Тe =6 - ТeO₃, Br =7 - HBrO₄, Xe =8 - XeF₈.

104. Максимальная валентность химического элемента совпадает с номером группы в ПС. Третий период - Na: B=1 - NaCl, Mg: B=2 - MgS, Al: B=3 - AlN, Si: В=4 - SiO₂, P: В=5 - PCl₅, S: В=6 - SO₃, Cl: В=7 - HClO₄.

105. Максимальная валентность химического элемента совпадает с номером группы в ПС. Четвертый период - K: B=1 - KCl, Ca: B=2 - CaS, Ga: B=3 - GaN, Ge: В=4 - GeO₂, As: В=5 - AsCl₅, Se: В=6 - SeO₃, Br: В=7 - HBrO₄.

106. Это переходные d-, f-металлы. Например, Co, Rh, Tb, Cm: Co(OH)₃, RhCl₃, TbCl₃, CmBr₃.

107. AlH₃, Al₂O₃, AlN, Al₄C₃, Al₂S₃, AlF₃

108. PH₃, P₂O₅, AlN, Na₃P, P₂S₅, PF₅

109. Хлориды: BCl₃, SiCl₄, PCl₅, SnCl₂, MgCl₂, Сульфиды: B₂S₃, SiS₂, P₂S₅, SnS, MgS.

110. Оксиды азота: I - N₂O, II - NO, III - N₂O₃, IV - NO₂, V - N₂O₅; Марганца: II - MnO, III - Mn₂O₃, IV - MnO₂, VI - MnO₃, VII - Mn₂O₇; Хрома: II - CrO, III - Cr₂O7₃, IV - CrO₂.

111. Структурная формула не отражает реального строения молекулы или элементарной кристаллической решетки, однако позволяет рассчитать кратность связей в молекуле и валентность атомов. Al₂O₃ - O=Al-O-Al=O,

112. Структурная формула позволяет рассчитать кратность связей в молекуле и валентность атомов.

113. Структурная формула позволяет рассчитать кратность связей в молекуле и валентность атомов.

115. Валентность элементов совпадает с количеством связей между атомами в молекуле:

Структурная формула не отражает реального строения молекулы или элементарной кристаллической решетки.

116. Фосфорная кислота - трехосновная, фосфористая - двухосновная, фосфорноватистая - одноосновная (по числу атомов водорода, связанных с атомами кислорода).

117. Номер группы, в которой элемент расположен, совпадает с валентностью элемента по кислороду. Номер группы минус 8 - валентность элемента по водороду. Углерод (4 группа) - по кислороду В=4, по водороду В=8-4=4, азот (5 группа) - по кислороду В=5, по водороду В=8-5=3. сера (6 группа) - по кислороду В=6, по водороду В=8-6=2, хлор (7 группа) - по кислороду В=7, по водороду В=8-7=1.

118. В соединениях с кислородом валентность элемента совпадает с количеством валентных электронов, т.к. кислород притягивает электроны, а в соединении с водородом - с числом вакантных мест для электронов на валентном уровне, т.к. водород отдает электроны. Сумма вакантных мест и валентных электронов равна восьми, что объясняет наблюдаемую закономерность.

119. Электронная валентность кислорода одинакова, а стехиометрическая разная в соединениях: Н₂О (Вэ=2, Вс=2) и Н₂О₂ - (Вэ=2, Вс=1).

120. Хлорид аммония: NH₄Cl - электронная валентность =3, стехиометрическая = 4; перекись водорода: Н₂О₂ - электронная валентность =2, стехиометрическая = 1.

12 3 4 5 Следующая ⇒