Количество вещества (ν) – величина, равная отношению числа частиц (N) в данном веществе к постоянной Авогадро (NА). Единицей количества вещества является 1моль.
Моль – количество вещества, в котором содержится столько структурных единиц (атомов или молекул), сколько атомов содержится в 12г углерода.
Постоянная Авогадро(NА)=6,02*1023 моль-1 – число частиц, которое содержится в 1 моль любого вещества.
Молярная масса (М) – величина, равная отношению массы вещества (m) к количеству вещества (ν). Выражается в кг/моль или г/моль. Численно молярная масса, выраженная в г/моль, совпадает с относительной молекулярной массой.
Закон Авогадро: в равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре, давлении) содержится одинаковое число молекул.
Следствия из закона Авогадро:
1. Порции различных газов, содержащих равные количества вещества, при одинаковых условиях занимают один и тот же объем.
2. Молярный объем газов: при нормальных условиях (273 К, 101300 Па или 0°С, 760 мм рт.ст.) 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л (Vm = 22,4 л/моль).
|
|
Относительная плотность газа А по газу Б – величина, показывающая, во сколько раз газ А тяжелее газа Б.
Формулы для расчетов: ν = m / M (1)
ν = N / NA (2)
ν = V / Vm (3)
Пример 1. Вычислите количество вещества Н2О, содержащееся в воде массой 0,18 г. Рассчитайте число молекул, которое содержится в такой порции воды.
Решение: Молярная масса воды – 18 г/моль. Следовательно, в данной порции воды содержится
ν(Н2О) = 0,18 г / 18 г/моль = 0,01 моль.
Известно, что в 1 моль любого вещества содержится 6,02*1023 структурных единиц.
В 0,01 моль воды содержится 0,01*6,02*1023 = 6,02*1021 молекул.
Ответ: ν(Н2О) = 0,01 моль; N(Н2О) =6,02*1021 молекул.
Пример 2. Объемные доли азота и водорода в газовой смеси составляют 25 и 75% соответственно. Вычислите массовые доли газов в смеси.
Решение: Используя закон Авогадро, можно сделать вывод, что объемные доли газов в смеси соответствуют молярным. Следовательно, молярные доли газов в смеси составляют также 25 и 75%. Пусть имеется 100 моль смеси данных газов. В такой смеси содержится 25 моль азота и 75 моль водорода. Вычислим массы азота и водорода:
m(N2)= ν(N2)*M(N2)=25 моль*28 г/моль=700г;
m(Н2)= ν(Н2)*M(Н2)=75 моль*2 г/моль=150г.
Вычислим общую массу смеси и массовые доли газов в смеси:
mсмеси=m(N2)+m(Н2)=700+150=850г;
w(N2)=700/850≈0,82, или 82%
w(Н2)=150/850≈0,18, или 18%
Ответ: w(N2)≈0,82, или 82%; w(Н2)≈0,18, или 18%
Задания по теме 1
1-10. Определите количество вещества (ν), число молекул (N) и объем, который займет газ массой m.
№ | ||||||||||
Газ | H2 | O2 | Cl2 | N2 | H2S | CH4 | NH3 | HCl | HF | C2H2 |
m, г |
11-20. Объемные доли газа А и газа Б в газовой смеси составляют φ1 и φ2(%) соответственно. Вычислите массовые доли газов в смеси.
|
|
№ | ||||||||||
ГазА | O2 | Cl2 | N2 | H2S | CH4 | NH3 | HCl | HF | C2H2 | H2 |
φ1 | ||||||||||
Газ Б | H2 | O2 | H2 | O2 | H2 | O2 | N2 | N2 | CH4 | O2 |
φ2 |
21-30. Рассчитайте плотность газа по водороду, воздуху и кислороду.
№ | ||||||||||
Газ | Cl2 | N2 | H2S | CH4 | NH3 | HCl | HF | C2H2 | C2H6 | РН3 |
31-40. Вычислите объем воздуха, который потребуется для полного сжигания вещества.
№ | ||||||||||
Вещество | H2S | CH4 | NH3 | HCl | HF | C2H2 | C2H6 | РН3 | С3Н8 | С4Н10 |
m в-ва, (г) | 6,8 | 109,5 | 5,8 |