Часть 1. Физическая химия

1. Агрегатные состояния вещества. Контрольные задания № 1-10

Кратко укажите, в чем различие и сходство между газообразным, жидким и твердым состоянием вещества? Какие из собственных характеристик вещества определяют его агрегатное состояние при обычных условиях? Почему некоторые вещества не имеют всех трех агрегатных состояний? Приведите примеры. Используя для расчетов уравнение Менделеева - Клапейрона и закон Авогадро, вычислите в таблице недостающие данные в соответствии со своим вариантом.

№ задачи	Формула газа	Давление, атм.	Давление, Па	Число молей	Объем, л	Масса, кг	Число молекул	Т °К	t °C
1	CO2				20	0.040		273
2	H2		105	0.5					0
3	N2	3			10		6.02·1020		15
4	CH4				30	0.5		400
5	O2			2.5	100			350
6	Ne	5				1.2			300
7	Cl2		104			0.35		500
8	NO2	2.5					6.02·1022		50
9	NO		106	0.75	2
10	CO	2			40				25

Пример: Используя для расчетов уравнение Менделеева - Клапейрона и закон Авогадро, вычислите в таблице недостающие данные:

№ задачи	Формула газа	Давление, атм.	Давление, Па	Число молей	Объем, л	Масса, кг	Число молекул	Т °К	t °C
1	H2S	4				0.068			200

Ответ:

1)Переведем давление в Па: 1 атм – 101.3 кПа, поэтому

Р = 4 атм · 101.3 кПа = 405.2 кПа = 405200 Па

2) Переведем температуру в К: Т К = t ºС + 273 = 200ºС + 273 = 473 К

3) Вычислим молекулярную массу сероводорода:

Мr (H₂S) = 2·Ar (H) + Ar (S) = 2·1 + 32 = 34

следовательно, молярная масса M(H₂S) = 34 г/моль.

4) В условиях отличных от нормальных (Т = 273 К, Р = 101.3 кПа) объем газа вычисляется по уравнению Менделеева-Клапейрона:

,

где P – давление (Па); V – объем (м³); m – масса (г); M – молярная масса(г/моль);

R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/К·моль); T - температура (К).

Выразим объем:

5) Вычислим число молей газа:

6) Вычислим число молекул сероводорода:

молекул

7) Запишем полученные данные в таблицу:

№ задачи	Формула газа	Давление, атм.	Давление, Па	Число молей	Объем, л	Масса, кг	Число молекул	Т °К	t °C
1	H2S	4	405200	2	19.4	0.068	1.204·1024	473	200