Удельная величина, Молярная величина, Молярная масса вещества, молярный объем вещества, постоянная Авогадро

 

)Определите молярные теплоемкости алюминия и кремния при 25^oС, если их удельные теплоемкости при той же температуре равны 902,6 и 618,4 Дж/(кг^.К), соответственно.

2)Определите удельные теплоемкости при 25^oС воды, этилового спирта С₂Н₅ОН и сульфата бария BaSO₄, если их молярные теплоемкости при той же температуре соответственно равны 75,3; 111,4 и 102,1 Дж/(моль^.К).

3)Молярная теплоемкость при 25^oС ацетона C₃H₆O равна 125 Дж/(моль^.К), а оксида фосфора Р₄О₁₀ – 215,6 Дж/(моль^.К). Порции обоих веществ равной массы необходимо нагреть на 10^o. Для какого из веществ потребуется затратить больше энергии?

4)Определите молярные теплоты плавления (при температуре плавления) воды, алюминия и кремния, если их удельные теплоты плавления соответственно равны 890 кДж/кг (при О^oС), 400 кДж/кг (при 660^oС) и 1780 кДж/кг (при 1415^oС).

5)Молярные теплоты плавления при температуре плавления у железа – 13,8 кДж/моль, а у оксида железа Fe₃O₄ – 138 кДж/моль. Во сколько раз больше энергии нужно затратить для плавления образца Fe₃O₄, чем для плавления такого же по массе образца железа?

6)Молярные теплоты кипения некоторых веществ (L_m, в кДж/моль) приведены в таблице.

 

Вещество	Lm	Вещество	Lm	Вещество	Lm	Вещество	Lm
H2	0,9	Fe	360,0	SiO2	573,6	Этанол	38,7
O2	6,8	Ba	139,0	Al2O3	485,7	Метан	8,2
Cl2	20,4	Н2О	40,7	FeO	230,3	Ацетон	29,1
Si	356,0	СО	6,0	BaO	259,6	NaOH	144,3
Al	293,0	SO2	25,0	CaCl2	225,0	NaCl	138,0

В каких из этих веществ при кипении рвутся химические связи, а в каких межмолекулярные? Определите тип строения этих веществ.

7)Расположите молекулярные вещества, найденные вами в таблице (задача 6), в порядке возрастания прочности межмолекулярных связей.

8)Пользуясь данными той же таблицы, определите удельные теплоты кипения водорода, кислорода, воды, оксида бария и железа. Можно ли по полученным значениям сказать что-либо о типе структуры этих веществ?

9)Определите количество вещества хлорида натрия в образце этой соли массой 5,85 г.

10)Определите количества вещества в продажных (килограммовых) пачках поваренной соли и сахара (С₁₂Н₂₂О₁₁). Почему эти количества вещества так сильно отличаются друг от друга?

11)Для проведения реакции необходимо взять 2,5 моля оксида кальция СаО. Сколько нужно отвесить этого вещества на весах?

12)Известно, что в результате реакции термического разложения гидроксида железа Fe(OH)₂ образовалось 0,125 моль оксида железа FеО. Определите массу образовавшегося оксида железа.

13)В результате реакции было получено 6,4 г диоксида серы. Какова масса серы, содержащейся в этом диоксиде? Что в данном случае означает слово " сера" в вопросе задачи?

14)Оксид алюминия Al₂O₃ массой 306 г получили из алюминия массой 162 г. Докажите, что алюминий прореагировал полностью.

15)Из 268,8 г железа было получено 650 г трихлорида железа. Полностью ли прореагировало железо? Если нет, то какова масса непрореагировавшего железа?

16)В образце немолекулярного вещества массой 320 г содержится 4 моль этого вещества. Определите формульную массу вещества.

17)Установлено, что в образце желтого металла массой 1,97 г количество вещества составляет 0,01 моль. Какой это металл?

18)3,5 моля вещества с простейшей формулой СН₂ имеют массу 196 г. Определите молекулярную формулу этого вещества.

19)Определите молекулярную формулу одной из аллотропных модификаций серы, если 0,02 моль этого вещества имеет массу 5,12 г.

20)При исследовании 6 г вещества с простейшей формулой HPO₃ было установлено, что количество вещества в этой порции составляет 0,025 моль. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества.

5.6. Закон Авогадро

Уравнение связи V_m = V / n не дает нам возможности вычислить молярный объем конкретного вещества, так как непосредственное измерение количества вещества практически невозможно, а измерение объема особенно для твердых веществ часто бывает довольно сложным и трудоемким.

Преобразуем это уравнение. Вспомним, что

 

,

тогда

; следовательно

 

Молярную массу легко определить, плотность тоже (ее значения приводятся во многих справочниках).

Теперь мы легко можем посчитать молярный объем любого вещества, например, воды (плотность воды - 1 г/см³):

 

.

Аналогично определим молярные объемы некоторых других веществ и внесем их в таблицу:

 

Вещество	Формула	Агрегатное состояние	Плотность,г/см3	Молярный объем,см3/моль	Примечание
Железо	Fe	твердое	7,87
Сера	S8	твердая	2,07
Хлорид натрия	NaCl	твердый	2,17
Этиловый спирт	C2H5OH	жидкость	0,79
Кислород	O2	газ	0,00143		t = 0oC; P ≈ 105 Па
Хлор	Cl2	газ	0,00317		"
Диоксид углерода	CO2	газ	0,00196		"

Мы с вами убедились, что для твердых и жидких веществ молярные объемы имеют разные значения, а для газов при одинаковых условиях эти значения очень близки. Совершенно одинаковы молярные объемы идеальных газов, то есть газов, в которых кроме упругих соударений между молекулами нет других видов взаимодействия. Подробнее идеальные газы вы будете изучать в курсе физики.

Под одинаковыми условиями понимается одинаковая температура и одинаковое давление. Мы с вами рассчитывали молярные объемы различных газов в условиях, обозначенных в примечании. Именно это сочетание давления и температуры получило название " нормальные условия"  (сокращенное обозначение – н. у.).

 

Нормальные условия (для газов) t = 0 oС, или Т = 273,15 К ≈ 273 К P = 1 атм = 760 мм рт. ст. = 101325 Па

При нормальных условиях

 

Для двух различных газов (1 и 2) количества вещества

 

.

Если V ₁ = V ₂, то и n ₁ = n ₂, а так как n = N / N _A, то и N ₁ = N ₂. Мы с вами вывели один из важнейших законов, которым подчиняются идеальные газы (или близкие к ним по свойствам реальные). Закон этот называется " закон Авогадро"  .

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

 

Сера (ромбическая сера) – S8 (α-S8). Одно из простых веществ, образуемых химическим элементом " сера". Ромбическая сера – твердое, хрупкое негигроскопичное вещество лимонно-желтого цвета. В воде нерастворима, но хорошо растворяется в дисульфиде углерода и некоторых других растворителях. При комнатной температуре сера довольно инертна, но при нагревании активно реагирует со многими веществами. В природе сера встречается довольно часто. В России месторождения самородной серы имеются в Самарской области. В промышленности более половины добытой серы расходуется на производство серной кислоты. Используют ее и для производства многих других веществ, а также в резиновой промышленности для вулканизации каучука, в производстве красителей, в фармацевтической промышленности, при изготовлении спичек и средств борьбы с вредителями сельскохозяйственных растений. Тщательно очищенная сера применяется и в медицине при некоторых кожных и желудочно-кишечных заболеваниях.