Для вычисления молярных масс используют также у р а в н е н и е с о с т о я н и я и д е а л ь н о г о г а з а – уравнение Менделеева-Клапейрона:
PV = m/M RT,
где Р – давление газа, Па;
V – его объем, м3;
m – масса газа, г; М – молярная масса газа, г/моль;
R – универсальная газовая постоянная, Дж/(моль∙К;
Т – абсолютная температура, К.
ВЫЧИСЛЕНИЯ ПО УРАВНЕНИЮ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА
Пример 1. Вычислить массу 2 л водорода, который находится при 17оС и давлении 95 кПа.
Решение. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что масса газа будет определяться по формуле
m = PVM/RT,
причем в системе СИ газовая постоянная равна 8,314 Дж/моль∙К, тогда давление нужно выразить в паскалях, а объем в метрах кубических:
Р = 95000 Па, V = 2∙10–3 м3, Т = 273 + 17 = 290 К, М(Н2) = 2 г/моль.
Подставляем эти значения
m = 95∙103 ∙2 ∙10∙–3∙2/8.314 ∙ 290 = 0.2958 (г).
Ответ: масса двух литров водорода равна 0,2958 г.
Пример 2. Масса 344 мл газа при 42оС и 772 мм рт.ст. равна 0,866 г. Вычислить молярную массу газа.
Решение. Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, выведем формулу для расчета молярной массы
|
|
М = m RT/PV.
Объем необходимо выразить в метрах кубических: V = 0,344∙10–3 м3, давление в паскалях, для этого сделать расчет:
760 мм рт.ст. – 101 300 Па
772 мм рт.ст. -? Па,
отсюда Р = 772 ∙101 300 / 760 = 102 899 Па.
Подставляем найденные значения
М = 0,866 ∙ 8,314 ∙ 315/ 102 899 ∙ 0,344 ∙10–3 ≈ 64 г/моль
Ответ: молярная масса газа составляет 64 г/моль.
Проектное задание. При разложении карбоната кальция выделилось 11,2 л углекислого газа. Определить, чему равна масса гидроксида калия, необходимая для связывания выделившегося газа в карбонат.
Тест рубежного контроля № 2.
Тест содержит 6 заданий, на выполнение которых отводится 15 минут. Выберите наиболее правильный, по Вашему мнению, вариант ответа и отметьте его в бланке ответов любым значком (правильных ответов может быть несколько!)
1.Взаимодействуют 2 г водорода и 14 г кислорода. О реагентах можно сказать, что: | ||
а) Н2 в избытке | б) О2 в избытке | |
в) Н2 в недостатке | г) Реагенты в эквивалентных количествах | |
2.Сумма коэффициентов реакции Al(OH)3 + HCl àравна: (закончить, уравнять и выбрать правильное) | ||
а) 4 | б) 6 | |
в) 7 | г) 8 | |
3.Используя уравнение Менделеева-Клапейрона указать изменение каких величин при постоянстве остальных может увеличить давление газа | ||
а) увеличение объема | б) уменьшение массы | |
в) увеличение температуры | г) уменьшение объема | |
4.Один грамм какого из газов занимает наибольший объем? (условия одинаковые) | ||
а) CH4 | б) CO2 | |
в) H2 | г) O2 | |
5. Какова молекулярная формула соединения азота с кислородом, если плотность этого газа по водороду равна 15. | ||
а) NO | б) N2O | |
в) NO2 | г) N2O3 | |
6. Смешали равные объемы водорода и хлора. Как изменится объем смеси после протекания реакции: | ||
а) не изменится | б) увеличится в два раза | |
в) уменьшится в два раза | г) увеличится в четыре раза | |
|
|
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Н.Л. Глинка «Общая химия», Москва, издательство «ИНТЕГРАЛ-ПРЕСС», 2007 г. и другие годы издания.
2. Глинка Н.Л. «Задачи и упражнения по общей химии», Москва, издательство «Интеграл-Пресс», 2004.
3. Н.В. Коровин, Г.Н. Масленникова, Э.И. Мингулина, Э.П. Филиппов «Курс общей химии», Москва, издательство «Высшая школа», 1990 г.
4. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа. 2002.