13. Молярний об'єм газів - зошит Григорович

Назад до змісту зошита

Вправа 13.1 Доповніть речення і дайте відповіді на запитання.

Формулювання закону Авогадро: в однакових об’ємах будь-яких газів, що перебувають за однакових умов (температура й тиск), міститься однакова кількість молекул.

Молярний об’єм — це об’єм одного моля речовини.

Одиниця вимірювання молярного об’єму: л/моль.

Молярний об’єм будь-якого газу за нормальних умов дорівнює 22,4 л.

Чому за однакових умов молярні об’єми різних газуватих речовин однакові?

Молярний об’єм — це об’єм 1 моль речовини. Оскільки однакова кількість речовини (1 моль) будь-якого газу за однакових умов займає однаковий об’єм, то й молярні об’єми цих газів є однаковими.

Значення нормальних умов: температура 0°С, тиск 760 мм рт. ст.

Вправа 13.2 Запишіть формули для обчислення зазначених величин за відомими об’ємом і молярним об’ємом.

$n = \dfrac{m}{M}$ або $n = \dfrac{V}{V_m}$
$V = n \cdot V_m$
$V_m = \dfrac{V}{n}$

Формули для обчислень

Об’єм газуватої речовини (н. у.) за відомими масою і молярною масою:
$V = \dfrac{m}{M} \cdot V_m$
Маса газуватої речовини за відомими об’ємом (н. у.) і молярною масою:
$m = \dfrac{V}{V_m} \cdot M$
Молярна маса газуватої речовини за відомими об’ємом (н. у.) і масою:
$M = \dfrac{m \cdot V_m}{V}$

Вправа 13.3 На одній шальці терезів є певна кількість кисню. Обчисліть масу важка, що має бути на іншій шальці для врівноважування терезів.

Дано: $n(\text{О}_2) = 1 \text{ моль}$

Знайти: $m(\text{O}_2)$

Розв’язання:

m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot M(\text{O}_2) = 1 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 32 \text{ г}

Відповідь: $32 \text{ г}$

Дано: $V(\text{О}_2) = 1 \text{ л}$

Знайти: $m(\text{O}_2)$

Розв’язання:

m(\text{O}_2) = \dfrac{V(\text{O}_2) \cdot M(\text{O}_2)}{V_m} = \dfrac{1 \text{ л} \cdot 32 \text{ г/моль}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 1,43 \text{ г}

Відповідь: $\approx 1,43 \text{ г}$

Вправа 13.4 У посудині міститься вуглекислий газ масою 33 г. Обчисліть об’єм, який займає цей зразок за н.у.

Хімічна формула вуглекислого газу: $\text{CO}_2$

Молярна маса: 44 г/моль

Кількість речовини: $n(\text{CO}_2) = \dfrac{m(\text{CO}_2)}{M(\text{CO}_2)} = \dfrac{33 \text{ г}}{44 \text{ г/моль}} = 0,75 \text{ моль}$

Об’єм: $V(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot V_m = 0,75 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 16,8 \text{ л}$

Вправа 13.5 У посудині міститься сірчистий газ масою 22,4 г. Обчисліть об’єм, який займає цей зразок за н.у.

Хімічна формула сірчистого газу: $\text{SO}_2$

Молярна маса: 64 г/моль

Кількість речовини: $n(\text{SO}_2) = \dfrac{m(\text{SO}_2)}{M(\text{SO}_2)} = \dfrac{22,4 \text{ г}}{64 \text{ г/моль}} = 0,35 \text{ моль}$

Об’єм: $V(\text{SO}_2) = n(\text{SO}_2) \cdot V_m = 0,35 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 7,84 \text{ л}$

Вправа 13.6 Порівняйте маси зазначених об’ємів газуватих речовин (за н.у.) і поставте відповідний знак.

33,6 л SO₂		15,68 л Cl₂
$m(\text{SO}_2) = \dfrac{33,6 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \cdot 64 \text{ г/моль} = 96 \text{ г}$	$>$	$m(\text{Cl}_2) = \dfrac{15,68 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \cdot 71 \text{ г/моль} \approx 49,7 \text{ г}$

Вправа 13.7 Порівняйте число молекул в зазначеній кількості речовини і поставте відповідний знак.

40 г O₂		29,12 л F₂.
7,525 · 10²³ молекул.	$<$	7,826 · 10²³ молекул.

Вправа 13.8 Обчисліть значення невідомих величин і доповніть таблицю.

Речовина	n (моль)	m (г)	M (г/моль)	V (л, н.у.)
Водень Н₂	0,5	1	2	11,2
Азот N₂	0,05	1,4	28	1,12
Кисень O₂	8	256	32	179,2
Амоніак NH₃	0,5	8,5	17	11,2

Вправа 13.9 (задачі №137-144)

Задача №137. Обчисліть об’єми (н. у.) речовин: а) азоту кількістю 2 моль; б) кисню кількістю 0,5 моль; в) фтору кількістю 0,25 моль; г) сірководню H₂S кількістю 2,9 моль; д) амоніаку NH₃ кількістю 4,2 моль.

Відомо:

n(\text{N}_2) = 2 \text{ моль}

n(\text{O}_2) = 0,5 \text{ моль}

n(\text{F}_2) = 0,25 \text{ моль}

n(\text{H}_2\text{S}) = 2,9 \text{ моль}

n(\text{NH}_3) = 4,2 \text{ моль}

Обчислити:

V(\text{N}_2), V(\text{O}_2), V(\text{F}_2), V(\text{H}_2\text{S}), V(\text{NH}_3) - ?

Розв’язання:

V(\text{N}_2) = 2 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 44,8 \text{ л}

V(\text{O}_2) = 0,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 11,2 \text{ л}

V(\text{F}_2) = 0,25 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 5,6 \text{ л}

V(\text{H}_2\text{S}) = 2,9 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 64,96 \text{ л}

V(\text{NH}_3) = 4,2 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 94,08 \text{ л}

Відповідь: об’єм азоту $44,8 \text{ л}$ ; кисню $11,2 \text{ л}$ ; фтору $5,6 \text{ л}$ ; сірководню $64,96 \text{ л}$ ; амоніаку $94,08 \text{ л}$

Задача №138. Обчисліть об’єм (н.у.) водню: а) масою 10 г; б) кількістю речовини 10 моль.

Відомо:

а) $m(\text{H}_2) = 10 \text{ г}$

б) $n(\text{H}_2) = 10 \text{ моль}$

Обчислити:

V(\text{H}_2) - ?

Розв’язання:

а) $n(\text{H}_2) = \dfrac{10 \text{ г}}{2 \dfrac{\text{г}}{\text{моль}}} = 5 \text{ моль}$

V(\text{H}_2) = 5 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 112 \text{ л}

б) $V(\text{H}_2) = 10 \text{ моль} \cdot 22,4 \dfrac{\text{л}}{\text{моль}} = 224 \text{ л}$

Відповідь: а) об’єм водню $112 \text{ л}$ ; б) об’єм водню $224 \text{ л}$

Задача №139. У чотирьох однакових посудинах містяться однакові об’єми газів: амоніаку NH₃, азоту N₂, сірчистого газу SO₂, кисню O₂. Визначте, маса якої посудини з газом буде найбільша, а якої — найменша.

Відомо:

V(\text{NH}_3) = V(\text{N}_2) = V(\text{SO}_2) = V(\text{O}_2)

Обчислити:

Найбільшу та найменшу масу посудини з газом.

Розв’язання:

M(\text{NH}_3) = 17 \dfrac{\text{г}}{\text{моль}}

M(\text{N}_2) = 28 \dfrac{\text{г}}{\text{моль}}

M(\text{O}_2) = 32 \dfrac{\text{г}}{\text{моль}}

M(\text{SO}_2) = 64 \dfrac{\text{г}}{\text{моль}}

M(\text{NH}_3) < M(\text{N}_2) < M(\text{O}_2) < M(\text{SO}_2)

Відповідь: найбільша маса буде у посудини із сірчистим газом $(\text{SO}_2)$ , а найменша — у посудини з амоніаком $(\text{NH}_3)$ .

Задача №140. Обчисліть масу (г) сірководню H₂S об’ємом 16,8 л (н. у.).

Відомо:

V(\text{H}_2\text{S}) = 16,8 \text{ л}

Обчислити:

m(\text{H}_2\text{S}) - ?

Розв’язання:

n(\text{H}_2\text{S}) = \dfrac{V(\text{H}_2\text{S})}{V_m} = \dfrac{16,8 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,75 \text{ моль}

M(\text{H}_2\text{S}) = 34 \text{ г/моль}

m(\text{H}_2\text{S}) = n(\text{H}_2\text{S}) \cdot M(\text{H}_2\text{S}) = 0,75 \text{ моль} \cdot 34 \text{ г/моль} = 25,5 \text{ г}

Відповідь: маса сірководню $25,5 \text{ г}$

Задача №141. Є зразки двох газів за н.у.: метан СН₄ об’ємом 10 л і хлор Сl₂ об’ємом 20 л. Обчисліть, у якому зразку більше молекул, а в якому — атомів, і в скільки разів.

Відомо:

V(\text{CH}_4) = 10 \text{ л}

V(\text{Cl}_2) = 20 \text{ л}

Обчислити:

У якому зразку більше молекул і в скільки разів? У якому зразку більше атомів і в скільки разів?

Розв’язання:

\dfrac{V(\text{Cl}_2)}{V(\text{CH}_4)} = \dfrac{20}{10} = 2

n(\text{CH}_4) = \dfrac{V(\text{CH}_4)}{V_m} = \dfrac{10 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,446 \text{ моль}

n(\text{Cl}_2) = \dfrac{V(\text{Cl}_2)}{V_m} = \dfrac{20 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 0,893 \text{ моль}

n_{атомів}(\text{CH}_4) = n(\text{CH}_4) \cdot 5 = 0,446 \text{ моль} \cdot 5 = 2,23 \text{ моль}

n_{атомів}(\text{Cl}_2) = n(\text{Cl}_2) \cdot 2 = 0,893 \text{ моль} \cdot 2 = 1,786 \text{ моль}

\dfrac{n_{атомів}(\text{CH}_4)}{n_{атомів}(\text{Cl}_2)} = \dfrac{2,23}{1,786} \approx 1,25

Відповідь: у зразку хлору молекул у 2 рази більше, а в зразку метану атомів більше приблизно в 1,25 рази

Задача №142. Чи дорівнюють маси й об’єми (за однакових умов) вуглекислого газу та кисню кількістю речовини по 1,5 моль?

Відомо:

n(\text{CO}_2) = 1,5 \text{ моль}

n(\text{O}_2) = 1,5 \text{ моль}

Обчислити:

Порівняти маси та об’єми $\text{CO}_2$ та $\text{O}_2$ .

Розв’язання:

V(\text{CO}_2) = V(\text{O}_2) = n \cdot V_m = 1,5 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 33,6 \text{ л}

M(\text{CO}_2) = 44 \text{ г/моль}

M(\text{O}_2) = 32 \text{ г/моль}

m(\text{CO}_2) = n(\text{CO}_2) \cdot M(\text{CO}_2) = 1,5 \text{ моль} \cdot 44 \text{ г/моль} = 66 \text{ г}

m(\text{O}_2) = n(\text{O}_2) \cdot M(\text{O}_2) = 1,5 \text{ моль} \cdot 32 \text{ г/моль} = 48 \text{ г}

Відповідь: об’єми газів однакові, а маси різні

Задача №143. Обчисліть об’єм зразку амоніаку NH₃, в якому міститься втричі більше молекул, ніж у зразку метану СН₄ об’ємом 100 л (н.у.).

Відомо:

V(\text{CH}_4) = 100 \text{ л}

N(\text{NH}_3) = 3N\text{CH}_4

Обчислити:

V(\text{NH}_3) - ?

Розв’язання:

N(\text{NH}_3) = 3 \cdot N(\text{CH}_4)

n(\text{NH}_3) = 3 \cdot n(\text{CH}_4)

V(\text{NH}_3) = 3 \cdot V(\text{CH}_4) = 3 \cdot 100 \text{ л} = 300 \text{ л}

Відповідь: об’єм амоніаку $300 \text{ л}$

Задача №144

Відомо:

Зразок 1: $m(\text{NH}_3) = 100 \text{ г}$

Зразок 2: $V(\text{NH}_3) = 100 \text{ л}$

Обчислити:

У якому зразку більше молекул?

Розв’язання:

M(\text{NH}_3) = 17 \text{ г/моль}

n_1 = \dfrac{m(\text{NH}_3)}{M(\text{NH}_3)} = \dfrac{100 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} \approx 5,88 \text{ моль}

n_2 = \dfrac{V(\text{NH}_3)}{V_m} = \dfrac{100 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} \approx 4,46 \text{ моль}

n_1 > n_2

Відповідь: більше молекул у зразку амоніаку масою $100 \text{ г}$

13. Молярний об'єм газів - зошит відповіді

Оцініть матеріал

Коментарі

Залишити відповідь: