 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Примеры решения задач. Определите среднюю относительную молекулярную массу и относительную плотность по водороду газовой смеси
Пример 1
Определите среднюю относительную молекулярную массу и относительную плотность по водороду газовой смеси, состоящей из 20 % N2,
38 % NH3 и 42 % СН4 (по объему).
| Дано: φ(N2) = 20 % φ(NH3) = 38 % φ(Аr) = 0,97% φ(СН4) = 42 % | Решение 1. Относительную плотность смеси можно вычислить из выражения: Мсм. Dсм. = ¾¾¾¾¾; m(Н2) |
| Dсм.? | молярную массу смеси по формуле Мсм = mсм / νсм.; |
а массу смеси: mсм = ν(N2) • М(N2) + ν(NН3) • М(NН3) + ν(СН4) • М(СН4).
2. Объемная доля вещества рассчитывается по формуле:
VВ.
φ = ¾¾¾ • 100 %
VСМ.
Поскольку вся смесь составляет 100% или, предположим, 100 л,
то V(N2) = 20 л, V(NН3) = 38 л, V(СН4) = 42 л.
Следовательно:
ν (N2) = 20 / 22,4 = 0,89 (моль); ν (NН3) = 38 / 22,4 = 1,70 (моль);
ν (СН4) = 42 / 22,4 = 1,88 (моль); ν СМ. = 0,89 + 1,70 + 1,88 = 4,47 (моль)
3. Находим массу смеси и ее молярную массу
М(N2) = 28 (г/моль); М(NН3) = 17 (г/моль); М(СН4) = 16 (г/моль),
mСМ. = 0,89 •28 + 1,7 • 17 + 1,88 • 16 = 83,9 (г),
МСМ. = 83,9 / 4,47 = 18,8 (г/моль)
4. Вычисляем относительную плотность смеси по водороду
DСМ. = 18,8 / 2 = 9,4
Ответ: DСМ. = 9,4
Пример 2
Объемные доли газов, составляющих воздух, равны: 78% N2, 21% О2, 0,97% Аr и 0,03% СО2. Определите парциальные давления газов (н.у.).
| Дано: φ(N2) = 78 % φ(О2) = 21 % φ(Аr) = 0,97 % φ(СО2) = 0,03 % н.у. | Решение Из выражения Рn = Р0 • φ, где Р0 = 101,3 кПа, находим парциальные давления газов Рn (N2) = 101,3 • 0,78 = 79,03 (кПа), Рn (О2) = 101,3 •0,21 = 21,3 (кПа), Рn (Аr) = 101,3 • 0,0097 = 0,98 (кПа), |
| Рn(N2, О2, Аr, СО2)? | Рn (СО2) = 101,3 • 0,0003 = 0,03 (кПа) |
Ответ: Рn (N2) = 79,03 кПа, Рn (О2) = 21,3 кПа,
Рn (Аr) = 0,98 кПа, Рn (СО2) = 0,03 кПа.
Пример 3
Масса 13,07 г двухвалентного металла вытесняет из кислоты объем водорода 4,48 л, измеренный при нормальных условиях. Вычислите атомную (молярную) массу металла.
| Дано: m (Ме) = 13,07 г W(Ме) = 2 V(Н2) = 4,48 л (н.у.) | Решение 1 способ М(Ме) = А(Ме) Атомную массу металла можно определить из выражения: А(Ме) = МЭ • W (1) |
| А (М) (Ме) =? |
Молярную эквивалентную массу металла найдем из выражения
m (Ме) МЭ(Ме)
¾¾¾ = ¾¾¾
m (Н2) МЭ(Н2)
Тогда m (Ме) • МЭ(Н2)
МЭ(Ме) = ¾¾¾¾¾¾¾ (2)
m (Н2)
МЭ(Н2) = А(Н2) / W = 1 (г/моль)
2. Используя молярный объем Vm, определим количество вещества водорода и его массу ν(Н2) = 4,48 / 22,4 = 0,2 (моль)
m (Н2) = ν • М = 0,2 • 2 = 0,4 (г).
Из выражений (2) и (1) вычислим эквивалентную и атомную массы металла:
МЭ(Ме) = 13,07 • 1 / 0,4 = 32,68 (г/моль)
А(Ме) = 32,68 • 2 = 65,4
По периодической системе Д.И. Менделеева находим, что искомый металл – Zn (цинк)
Способ
А(Ме) = МЭ• W.
Из выражения: m (Ме) V(Н2)
¾¾¾ = ¾¾¾
МЭ(Ме) VЭ(Н2)
находим МЭ(Ме): m (Ме) • VЭ(Н2)
МЭ(Ме) = ¾¾¾¾¾¾.
V (Н2)
VЭ(Н2) = 22,4 / 2 = 11,2 (л/моль), МЭ(Ме) = 13,07•11,2/4,48 = 32,68 (г/моль),
Аr(Ме) = 32,68 • 2 = 65,36
Ответ: МЭ(Ме) = 32,68 г/моль, Аr(Ме) = 65,36
Пример 4
Оксид трехвалентного металла содержит 47,1 % кислорода. Определите, что это за металл.
| Дано: w(О2) = 47,1 % | Решение 1. Пусть масса оксида металла составляет 100 г. |
| А(Ме) =? | Тогда масса кислорода в оксиде составит 47,1 г, |
а масса металла в оксиде будет равна m (Ме) = 100 – 47,1 = 52,9 (г)
2. По закону эквивалентов находим эквивалентную массу металла:
m (Ме) МЭ(Ме) (Ме) • МЭ(О2)
¾¾¾ = ¾¾¾; МЭ(Ме) = ¾¾¾¾¾¾¾
m (О2) МЭ(О2) m (О2)
МЭ(О2) = А(О2) / W = 16 / 2 = 8 (г/моль), МЭ(Ме) = 52,9 • 8 / 47,1 = 8,99 = 9 (г/моль),
А(Ме) = 9 • 3 = 27 (г/моль)
По периодической системе находим, что этот металл – А1 (алюминий.
Ответ: А1 (алюминий)
Пример 5
При некоторой температуре плотность по кислороду паров фосфора равна 3,88. Из скольких атомов состоит молекула фосфора?
| Дано: D(О2) = 3,88 | Решение М(Р) D(О2) = ¾¾¾ (1) |
| РХ =? | М(О2) |
Из выражения (1) находим молярную массу фосфора (опытн.)
МОП. (Р) = D • М(О2) = 3,88 • 32 =124,16 (г/моль)
По периодической системе Д.И. Менделеева определяем молярную массу фосфора (теор.) МТЕОР. (Р) = 31 (г/моль)
МОП. (Р) 124,16
Из выражения Х = ¾¾¾ = ¾¾¾ = 4.
МТЕОР. (Р) 31
Следовательно, молекула фосфора состоит из четырех атомов,
то есть РХ = Р4
Ответ: Р4
Индивидуальные домашние задания по теме «Основные законы химии»
Вариант 1
1. Какой объем займут 3,01•1025 молекул газа при нормальных условиях?
2. У каких из перечисленных пар газов плотность каждого из них по водороду одинакова и равна 22? а) N2 и C2H4; б) CO2 и N2O; в) O2 и SiH4.
3. Рассчитайте массу 2 л газовой смеси, содержащей (по объему) 30% азота и 70% водорода (н.у.).
Вариант 2
1. Газообразный хлор при нормальных условиях занимает объем 4,4 м3. Определите количество вещества хлора.
2. Масса газа объемом 3,36 л (н. у.) равна 6,6 г. Какова молярная масса газа?
3. Какова средняя относительная молекулярная масса газовой смеси, состоящей из аммиака, водорода и азота, если объемные доли этих газов соответственно равны 60, 10 и 30 %?
Вариант 3
1. Какой объем (н.у.) займет углекислый газ, полученный при термическом разложении 2NaНСО3 = Na2СО3 + CO2+ Н2О, если разложению подверглось 50 г гидрокарбоната натрия?
2. Объемные доли газообразных водорода и азота в их смеси соответственно равны 25 и 75 %. Какова средняя относительная молекулярная масса газовой смеси?
3. Газообразный оксид азота имеет плотность по кислороду, равную 1,375. Какова формула оксида азота?
Вариант 4
1. Какой объем (н. у.) займет углекислый газ, полученный при разложении 200 г СаСО3?
2. При 27 °С газ занимает объем 18,4 л. Какой объем займет этот газ, если температуру повысить до 54 0С, а давление оставить неизменным?
3. Чему равна плотность некоторого газообразного вещества по кислороду, если плотность этого вещества по воздуху равна 1,317?
Вариант 5
1. Какой объем займет при температуре 20 °С и давлении 250 кПа газообразный аммиак массой 102 г?
2. Газовая смесь состоит из 25 % (об.) водорода и 75 % (об.) азота. Как относятся между собой парциальные давления, создаваемые каждым из газов?
3. Плотность галогеноводорода по азоту равна 1,3. Какова формула этого галогеноводорода?
Вариант 6
1. Какова масса порции воды, содержащей 6,02•1022 атомов водорода?
2. Какой из перечисленных ниже газов, легче воздуха: фтор; ацетилен; углекислый газ? Ответ подтвердите соответствующим расчетом.
3. Какой объем будет занимать при температуре 0 °С и давлении
202,6 кПа газообразный аммиак, взятый количеством 0,5 моль?
Вариант 7
1. Какой объем займут 10 г фторида водорода при 27 °С и давлении
1,2 кПа?
2. При некоторой температуре плотность паров серы по воздуху равна 4,41. Из скольких атомов состоит молекула серы?
3. Песок массой 3 кг сплавили с избытком гидроксида натрия, получив в результате 5 кг силиката натрия. Определите выход продукта реакции, если массовая доля оксида кремния (1V) в песке равна 85 %.
Вариант 8
1. Найдите количество вещества, массу и число молекул НС1, взятых в объеме 78,4•10-3 м3.
2. Взято 10 г некоторого основания. Масса вступивших в реакцию ионов ОН- равна 0,7 г. Вычислите эквивалентную массу основания.
3. Смесь газов состоит из 9 % гелия и 91 % аргона (доли объемные). Какова средняя относительная молекулярная масса этой газовой смеси?
Вариант 9
1. Сколько молекул NО получится при окислении 2,5 л азота (н. у.)?
2. Какова средняя относительная молекулярная масса газовой смеси, состоящей из оксида углерода (II) и водорода, если объемные доли этих газов соответственно равны 47,2 % и 52,8 %?
3. При некоторой температуре плотность паров серы по воздуху равна 6,62. Из скольких атомов состоит молекула серы?
Вариант 10
1. Какое количество вещества газообразного азота содержится при нормальных условиях в объеме, равном 4,48•105 л?
2. При нормальных условиях оксид азота массой 150 г занимает объем 112 л. Определите формулу данного оксида азота.
3. Вычислите относительную молекулярную массу бензола, если 1,1 л его паров при 91 0С и 81313 ПА имеет массу 2,31 г.
Вариант 11
1. Газ занимает объем 4,8 м3 при температуре 0 °С и давлении, в два раза превышающем нормальное. Какое число молекул газа находится в данном
объеме?
2. Плотность некоторого газообразного органического вещества по кислороду равна 1,375. Чему равна плотность этого вещества по водороду?
3. Вычислите молярную массу газообразного неорганического вещества, 11 г которого при 22 °С и давлении 104 кПа занимают объем 5,9 л. Какой
это газ?
Вариант 12
1. Какой объем будет занимать газообразный оксид азота (IV), взятый количеством 0,25 моль, при температуре 0 °С и давлении 202,6 кПа?
2. Найдите плотность по кислороду газовой смеси, состоящей из азота и оксида углерода (IV), объемные доли которых соответственно равны 60 и 40 %.
3. Какой объем (н. у.) оксида азота (II) образуется при взаимодействии
0,5•1021 молекул газообразного азота с кислородом?
Поиск по сайту: