при нормальных условиях газ занимает объем 10 л какой объем займет этот газ

Расчет числа молекул, объемов и давления газообразных веществ

Задача 62.
Вычислить массу: а) 2л Н₂ при 15 °С и давлении 100,7кПа (755мм рт. ст.); 6) 1м3 N₂ при 10 °С и давлении 102,9 кПа (772мм рт. ст.); в) 0,5 м 3 Cl₂ при 20 °С и давлении 99,9 кПа (749,3мм рт. ст.).
Решение:
Зависимость между объёмом газа, давлением и температурой выражается общим уравнением, объединяющим законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

Рассчитаем массу каждого газа, учитывая, что мольный объём газа равен 22,4л и, зная молекулярную массу газов, получим:

Ответ: а) 0,168г; б) 1.23кг; в) 1,456кг.

Задача 63.
Определить объем, занимаемый 0,07кг N₂ при 21°С и давлении 142 кПа (106 мм рт. ст.).
Решение:
Зная мольный объём и мольную массу азота (28г/моль), находим объём, который будет занимать 0,07кг (70г) азота при нормальных условиях:

Затем приведём полученный объём к температуре Т = 21 о С (294К) и Р = 142кПа, используя выражение, объединяющее законы Гей-Люссака и Бойля-Мариотта:

Ответ: 43л.

Задача 64.
Бертолетова соль при нагревании разлагается с образованием КСI и О₂. Сколько литров кислорода при 0 °С и давлении 101,3 кПа можно получить из 1 моля КСIО₃?
Решение:
Уравнение реакции термического разложения бертолетовой соли имеет вид:

Из уравнения реакции следует, что из двух молей бертолетовой соли образуется три моля кислорода, т.е. из одного моля соли образуется полтора моля кислорода (2:3 = 1:х; x = 1.3/2 = 1,5моль).

Объём кислорода при нормальных условиях (T₀ =0 °С и P₀ =101.325кПа) можно рассчитать по формуле:

Ответ: 33,6л.

Задача 65.
Сколько молей содержится в 1м 3 любого газа при нормальных условиях?
Решение:
Зная, что один моль любого газа при нормальных условиях (Т₀ =0 °С и Р₀ =101.325 кПа) занимает 22,4л, рассчитаем количество молей газа в 1м 3 (1000 л) из пропорции:

Ответ: 44,64моль.

Задача 66.
Чему равно атмосферное давление на вершине Казбека, если при 0 °С масса 1л взятого там воздуха равна 700 мг?
Решение:
Мольная масса воздуха равна 29 г/моль. Нормальными условиями для газов являются температура 0 °С и давление 101,325 кПа (760 мм рт ст.). Масса одного литра воздуха при нормальных условиях равна 1296,64 мг:

Теперь рассчитаем атмосферное давление на вершине Казбека из пропорции:

Ответ: 54,7к Па (410,3 мм рт. ст.).

Задача 67.
При взаимодействии одного объема СО и одного объема Сl₂ образуется один объем фосгена. Установить формулу фосгена.
Решение:
По условию задачи выходит, что из молекулы угарного газа и одной молекулы хлора образуется одна молекула фосгена. Так как молекула угарного газа СО состоит из одного атома углерода и одного атома кислорода, а молекула хлора Cl₂ состоит из двух атомов хлора, то, следовательно, молекула фосгена будет состоять из одного атома углерода, одного атома кислорода и двух атомов хлора. Тогда формула фосгена будет иметь вид: CCl₂O.
Уравнение реакции будет иметь вид:

Ответ: ССl₂O.

Задача 68.
Какой объем СО₂ получается при сгорании 2л бутана? Объемы обоих газов измерены при одинаковых условиях.
Решение:
Уравнение реакции горения бутана имеет вид:

Из уравнения реакции следует, что при сгорании одного моля бутана образуется четыре моля углекислого газа. Известно, что при одинаковых условиях одинаковое количество газов занимают одинаковый объём. Один моль любого газа при нормальных условиях занимает объём в 22,4 л.

Исходя, из этих утверждений рассчитаем объём выделившегося углекислого газа при сгорании 2 л бутана, составив пропорцию:

Ответ: 8л.

Из уравнения реакции следует, что из одной молекулы метана и двух молекул кислорода образуются одна молекула углекислого газа и две молекулы воды, т. е. реакция протекает без изменения объёма. Начальный объём системы состоял из одного объёма метана и трёх объёмов кислорода, после реакции в системе остался один объём не прореагировавшего кислорода и три объёма продуктов реакции (один объём метана и два объёма паров воды). Поскольку реакция протекает без изменения объёма, а по окончании реакции содержимое сосуда приводится к первоначальной температуре, а общее число молекул газов не изменилось, то давление в системе останется прежним, т. е. 600 кПа.

Ответ: не изменится.

Задача 70. После взрыва 0,020 л смеси водорода с кислородом осталось 0,0032 л кислорода. Выразить в процентах по объему первоначальный состав смеси.
Решение:
Находим объём газов, вступивших в реакцию:

0,020 – 0,0032 = 0,0168 л.

Уравнение реакции горения водорода имеет вид:

При взаимодействии водорода с кислородом из двух молекул водорода и одной молекулы кислорода получаются две молекулы воды, следовательно, из трёх молекул образовавшихся газов одна молекула будет принадлежать кислороду. Таким образом, объём кислорода, вступившего в реакцию, будет составлять одну треть объёма смеси газов – продуктов реакции. Отсюда количество кислорода, вступившего в реакцию, составляет 0,00565 л (0 0168/3 = 0,0056).

Следовательно, общее количество кислорода до реакции составляло 0,0088л (0,0056 + 0,0032 = 0,0088).

Тогда содержимое водорода до реакции составляло 0,0112л (0,02 – 0,0088 = 0.0112).

Рассчитаем в процентах первоначальный состав газовой смеси:

Источник

При нормальных условиях газ занимает объем 10 л какой объем займет этот газ

Решение задачи. Используем формулу: ;® , где Т0 = 273°К; Р0 = 101,3 кПа = 1,013 * 10 5 Па;

Вычислить плотность этана С2Н6 по водороду и воздуху.

Решение задачи. Используем формулу:

Решение. Используем формулу:

Универсальная газовая постоянная (R) равна 8,3 кДж/кмоль*К ; Т = 13°С + 273 = 286°К;

57,8 кг/кмоль (г/моль).

Решение: Используем формулу: ;

М (фосгена) = 98,92 г/моль или 98,92 кг/кмоль

0,682*10-3 м3.

® = 0,665*10-26 кг.

Задача. В сосуде объёмом 0,05 м 3 смешали 0,02 м 3 этилена С₂Н₄ при исходном давлении 83,950 кПа и 0,015 м 3 метана СН4 при исходном давлении 95,940 кПа. Рассчитать давление газовой смеси.

Решение. Используем формулы

Р = РС2Н4 + РСН4; РС2Н4 = кПа;

РСН4 = кПа;

Р = 33,580 + 28,782 = 62,362 кПа.

Решение. Используем формулу

= 106 кПа; = 171 кПа.

Задача. В сухом воздухе объёмные доли газов (j) равны соответственно: азота (N2) 78,09%; кислорода (О2) 20,95%; аргона (Ar) 0,93%; углекислого газа (CO₂) 0,03%. Вычислить парциальные давления этих газов, если давление смеси газов равно 101,325 кПа.

Решение. Используем формулу:

;

Р_N2 = j * Р = 0,7809 * 101,325 = 79,125 кПа;

Р_О2 = j * Р = 0,2095 * 101,325 = 212,28 кПа;

Р_Ar = j * Р = 0,0093 * 101,325 = 0,942 кПа;

Р_CO2 = 0,0003 * 101,325 = 0,03 кПа.

Решение задачи. Находим давление сухого водорода по формуле:

Р сухого газа = Р влажного газа – Р водяного пара;

Р сухого водорода = 96 – 5,21 = 90,79 кПа; Т°К = 33°С + 273 = 306.

Используем формулу ® ;®

= 0,16*10-3 м3.

Источник

Решение задач с использованием уравнения состояния идеального газа

Здесь R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль . К); Т – температура газа, К; Р – давление газа, Па; V – объём газа, м 3 ; М – мольная масса газа, г/моль.

Ответ :V_(Возд.) 820 л.

Задача 91.
Газометр вместимостью 20 л наполнен газом. Плотность этого газа по воздуху 0,40, давление 103,3 кПа (774,8 мм рт. ст.), температура 17 °С. Вычислить массу газа.
Решение:
Мольную массу газа находим по формуле:

M₁ = D . M₂ = 6,92 . 29 = 200,6 г/моль.

Здесь R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль . К); Т – температура газа, К; Р – давление газа, Па; V – объём газа, м 3 ; М – мольная масса газа, г/моль.

Ответ: m_(Газа) = 9,94г.

Задача 92.
Масса колбы вместимостью 750 мл, наполненной при 27 °С кислородом, равна 83,3 г. Масса пустой колбы составляет 82,1 г. Определить давление кислорода.
Решение:
Находим массу кислорода в колбе:

Мольная масса кислорода равна = 32г/моль.
Выразив данные задачи в системе единиц СИ и подставив их в уравнение Клапейрона- Менделеева (уравнение состояния идеального газа), давление газа:

Здесь R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль . К); Т – температура газа, К; Р – давление газа, Па; V – объём газа, м 3 ; М – мольная масса газа, г/моль.

Ответ: = 125 Па.

Задача 93.
Вычислить массу 1 м 3 воздуха при 17 °С и давлении 83,2 кПа (624 мм рт. ст.).
Решение:
Мольная масса воздуха равна = 29г/моль.
Выразив данные задачи в системе единиц СИ и подставив их в уравнение Клапейрона- Менделеева (уравнение состояния идеального газа), давление газа:

Здесь R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль . К); Т – температура газа, К; Р – давление газа, Па; V – объём газа, м 3 ; М – мольная масса газа, г/моль.

Ответ: m_(Возд.) = 1 кг.

Задача 94.
Какой из перечисленных ниже фактов может служить доказательством одноатомности газообразного неона: а) неон не образует соединений с другими элементами; б) плотность вдвое меньше, чем плотность следующего благородного газа — аргона; в) плотность неона почти вдвое меньше плотности фтора — предыдущего элемента периодической системы?
Решение:
а) Все инертные газы не образуют соединений с другими элементами, поэтому этот факт не служит доказательством одноатомности молекулы неона;

б) Известно, что аргон имеет атомную массу в два раза большую, чем неон, но это не может быть доказательством одноатомности молекулы неона;

в) Известно, что фтор образует простое вещество, состоящее из двухатомных молекул F₂ с молярной массой 32г/моль.

Из чего вытекает, что газообразный неон имеет одноатомное строение.

Ответ: в).

Ответ: а).

Задача 96.
Газообразный оксид содержит 30,4% азота. В молекулу оксида входит один атом азота. Чему равна плотность газа по кислороду: а) 0,94; 6) 1,44; в) 1,50?
Решение:
Молекулярная масса кислорода равна 32 г/моль.
Молекула оксида содержит один атом азота, что составляет 30,4%. Зная, что атомная масса азота составляет 14 г/моль можно вычислить молекулярную массу оксида из пропорции:

Из закона Авогадро следует, что при одном и том давлении и одинаковых температуре массы равных объёмов газов относятся как их молекулярные массы:

Ответ: в).

Задача 97.
Масса 2,24л газа (условия нормальные) равна 2,8г. Чему равна молекулярная масса газа: а) 14; 6) 28; в) 42?
Решение:
При нормальных условиях 1моль любого газа занимает объём 22,4л Вычислив массу 22,4л данного газа, мы узнаем его мольную массу из пропорции:

Мольная масса вещества численно равна его молекулярной массе. Следовательно, молекулярная масса данного газа равна 28.

Ответ: M_(Газ) = 28г/моль.

Задача 98.
Масса атома серы в два раза больше массы атома кислорода. Можно ли на этом основании считать, что плотность паров серы по кислороду равна двум: а) можно; б) нельзя?
Решение:
Из закона Авогадро следует, что при одном и том давлении и одинаковых температуре массы равных объёмов газов относятся как их молекулярные массы:

Таким образом, плотность первого газа по второму определяется отношением их мольных масс. Поэтому считать, что плотность паров серы по кислороду равна двум нельзя, так как их атомные массы не относятся как 2/1. Молекула кислорода состоит из двух атомов а молекула серы состоит из восьми атомов Следовательно, относительная плотность паров серы (D) по кислороду равна 8:

Таким образом, считать, что плотность паров серы по кислороду равна 2 нельзя.

Источник

Рассчитаем объемы газов:

а) объем 1,2 кг водяного пара:

б) объем 1,2 кг метана:

Ответ: V(пар) = 2040 л; V(СН₄) = 1834 л.

n – число молей газа;
P – давление газа (например, в атм или Па;
V – объем газа (в литрах);
T – температура газа (в кельвинах);
R – газовая постоянная [0,0821 л·атм/моль·K)] или [8,314 Дж/(моль . К)].

Уравнение Клапейрона-Менделеева одинаково справедливо как для начального состояния газа, так и для конечного:

Если почленно разделим верхнее уравнение на нижнее, то при неизменном числе молей n мы получаем:

Найдем число молей гелия:

n(Hе) = V/Vm = 321,5/22,4 = 14,35 моль.

Ответ: V2(He) = 321,5 л; n(Hе) = 14,35 моль.

n – число молей газа;
P – давление газа (например, в атм или Па;
V – объем газа (в литрах);
T – температура газа (в кельвинах);
R – газовая постоянная [0,0821 л·атм/моль·K)] или [8,314 Дж/(моль / К)].

1. Расчитаем сколько молей водорода в баллоне, получим:

n(H₂) = P₁V₁/RT₁ = (60 . 40)/(0,0821 . 298) = 2400/24,4658 = 98,1 моль.

2. Находим массу водорода в баллоне:

m(H₂) = n(H₂) . М(Н₂) = 98,1 . 2 = 196,2 г.

3. Рассчитаем объем водорода из баллона (н.у.), получим:

V₀(Н₂) = n(H₂)RT₀/P₀ = (98,1 . 0,0821 . 298)/1 = 2400 л.

Источник

При нормальных условиях газ занимает объем 10 л какой объем займет этот газ

Элемент ЕГЭ: 4.3.3. Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях.

Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях основаны на законе Гей-Люссака (химический закон объёмных отношений). В англоязычной литературе закон Гей-Люссака обычно называют законом Шарля.

Закон Гей-Люссака — закон пропорциональной зависимости объёма газа от абсолютной температуры при постоянном давлении (то есть в изобарном процессе), названный в честь французского физика и химика Жозефа Луи Гей-Люссака. Математически закон выражается следующим образом: V ∼ T или V/T = const, P = const, где V — объём газа, T — температура, P — давление.

Если известно состояние газа при неизменном давлении и двух разных температурах, закон может быть записан в следующей форме: V₁ : T₁ = V₂ : T₂ или V₁T₂ = V₂T₁.

В результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка. Число атомов (в отличие от молекул) до реакции и после ее протекания остается неизменным. Это учитывается с помощью стехиометрических коэффициентов в уравнениях химических реакций.

Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ. Например: 2 объема водорода и 1 объем кислорода дают 2 объема водяного пара:
2H₂ + O₂ = 2H₂O.
В реакции, уравнение которой 3Н₂ + N₂ = 2NH₃, объемы реагирующих азота и водорода и объем образовавшегося аммиака связаны следующим соотношением:
V(Н₂) : V(N₂) : V(NH₃) = 3 : 2 : 1
Однако эти соотношения выполняются только между веществами, участвующими в одной и той же химической реакции. Если реагент участвует в двух параллельных реакциях, то его количества веществ в этих реакциях никак не связаны друг с другом и могут находиться в любых соотношениях.

Обозначения: V – объем; Р – давление; Т – температура; n – количество вещества; m – масса вещества; М – молярная масса вещества; R – универсальная газовая постоянная.
R = 8,314 Дж/(К•моль) = 0,08205 л•атм/(К•моль).
Нормальные условия: 0 °С и 1,013 • 10 5 Па.
Нормальное давление: 1,013 • 10 5 Па = 1 атм = 760 мм рт. ст.

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
на Расчёты объёмных отношений газов

Задача № 1. Какой объём аммиака получится, если в реакцию синтеза вступает азот объёмом 10 м 3 (объёмы всех газов измерялись при одинаковых условиях)?

Задача № 2. Найдите массу 33,6 м 3 аммиака NH₃ при н. у.

Правильный ОТВЕТ: m(NH₃) = 25,5 кг.

Задача № 3. Как изменится объем определенного количества газа при увеличений давления от 1,013 • 10 5 Па до 2,026 • 10 5 Па (температура при этом остается постоянной)?

Правильный ОТВЕТ: уменьшится в 2 раза.

Задача № 4. Как изменится объем определенного количества газа при нагревании от 20 до 40 °С при постоянном давлении?

Правильный ОТВЕТ: увеличится в 1,07 раз.

Правильный ОТВЕТ: а) 16,3 л; б) 10,6 л; в) 3,06 л.

Правильный ОТВЕТ: 146 см 3

Задачи с ответами
на Расчёты объёмных отношений газов

Задача № 7. При взаимодействии серы с водой при температуре > 400 °С образовалось 2 л сероводорода. Определите объем (л) второго продукта реакции. (Записывайте ответ с точностью до десятых.)
Правильный ОТВЕТ: 1,0 л.

Задача № 8. При сжигании сероводорода истрачено 6 л кислорода. Определите объем (л) образовавшегося диоксида серы.
Правильный ОТВЕТ: 4,0 л.

Задача № 9. Рассчитайте объем (л) кислорода, необходимого для окисления 4 л аммиака до азота (при сжигании).
Правильный ОТВЕТ: 3,0 л.

Задача № 10. Рассчитайте объем (л) порции аммиака, полученной взаимодействием 10,08 л водорода с избытком азота.
Правильный ОТВЕТ: 6,72 л.

(с) В учебных целях использованы цитаты из пособий: «Химия / Н. Э. Варавва, О. В. Мешкова. — Москва, Эксмо (ЕГЭ. Экспресс-подготовка)» и «Химия : Новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ / Е.В. Савинкина. — Москва, Издательство АСТ».

Вы смотрели Справочник по химии «Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях». Выберите дальнейшее действие:

Источник