Общие понятия и законы химии

Количество вещества (ν) – величина, равная отношению числа частиц (N) в данном веществе к постоянной Авогадро (N_А). 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(N_А)=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 (V_m = 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 / N_A (2)

ν = V / V_m (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:

m_смеси=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