Контрольные вопросы и упражнения

1. ^{Масса газа объемом 5,00 л (н.у.) равна 9,80 г. Какова относительная молекулярная масса этого газа?}

^{Решение:}

^{ = = = 0,223 моль M= = = 44,0 г/моль}

^{Ответ: M}_r ^{= 44,0 г/моль.}

2. ^{Вычислите абсолютную массу молекулы СО}₂^.

^{Решение:}

^{Моль любого вещества содержит 6,021023 структурных единиц. Молярная масса СО}₂ ^{– 44 г/моль.}

^{m(молекулы СО}₂^{) = = = 7,310-23 г}

^{Ответ: m (молекулы СО}₂^{) = 7,310-23 г .}

3. Смешаны при 0^оС 5 л метана, 10 л водорода и 25 л кислорода. Выразить концентрацию составных частей газовой смеси в различных единицах. Вычислить их парциальные давления, приняв общее давление смеси равным 101,3 кПа.

Решение:

Состав газовой смеси может быть выражен различно, а именно: а) в объемных долях, 

б) в массовых долях, 

в) в мольных долях, 

^{а) Общий объем газовой смеси составляет 40 л.}

^(СН₄^{) = .100% = .100% = 12,5%}

^(Н₂^{) = .100% = .100% = 25%}

^(О₂^{) = .100% = .100% = 62,5%}

^{б) m(CH}₄^{) = M(CH}₄^{) = .M(CH}₄^{) = .16 = 3,57 г}

^m(H₂^{) = .M(H}₂^{) = .2 = 0,89 г}

^m(O₂^{) = .M(O}₂^{) = .32 = 35,71 г}

^m_смеси ^{= m(СН}₄^)+m(H₂^)+m(O₂^{) = 3,57+0,89+35,71 = 40,17 г}

^(СН₄^{) =}

^(Н₂^{) =}

^(О₂^{) = 0,889}

^в)

^{г) На основании закона парциальных давлений, который гласит, что общее давление смеси газов, химически не взаимодействующих друг с другом, равно сумме парциальных давлений газов, составляющих смесь, следует: парциальные давления составных частей газовой смеси относятся друг к другу, как их объемные доли или как их мольные доли, поэтому}

^р(СН₄^{) : р(Н}₂^{) : р(О}₂^{)= 12,5: 25: 62,5=1: 2: 5}

^{Так как общее давление газовой смеси равно 101,3 кПа, то парциальное давление метана, водорода и кислорода будут иметь следующие значения}

^р(СН₄^{) =}

^р(Н₂^{) =}

^р(О₂^{) =}

4. ^{Вычислите относительную плотность по водороду газовой смеси, содержащей в объемных долях 80% азота, 10% кислорода и 10% оксида серы (IV).}

^{Ответ: 16.}

5. ^{Масса 1 л озона (н.у.) равна 2,14 г. Определите формулу озона.}

6. ^{Найдите сколько молекул содержится в 1 мл любого газа при н.у.}

^{Ответ: 2,69.1019 молекул.}

7. ^{Баллон емкостью 20,00 л содержит кислород массой 3000 г. Вычислите давление кислорода в баллоне при 20оС.}

^{Ответ: 114,2.105 Па.}

8. ^{Какой объем водорода, взятого при температуре 21оС и давлении 1,017.105 Па, нужен для превращения оксида никеля массой 8,3 г в металл?}

^{Ответ: 2,67 л.}

8. ^{Определите массу аммиака, заключенного в баллон емкостью 12 л при температуре 77оС и давлении 2,52.105 Па.}

^{Ответ: 17,7 г.}

Лабораторная работа № 4 определение moлярной массы эквивалента магния

Эквивалентом вещества называют реальную или условную частицу вещества, которая в данной реакции реагирует с одним атомом или одним ионом водорода, или одним электроном.

Фактором эквивалентности называют число, показывающее, какая часть реальной частицы вещества эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

Фактор эквивалентности выражается величиной 1/z, где z- небольшое целое число, равное числу эквивалентов вещества, содержащихся в 1 моль этого вещества.

Молярной массой эквивалента вещества (масса одного моля эквивалента вещества) называют величину, равную произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества М( )= M(X)

Единица молярной массы эквивалента вещества имеет размерность – г/моль. Молярная масса эквивалента вещества зависит от реакции, в которой это вещество участвует:

Н₃PO₄ + 3NaOH = Na₃PO₄ +3H₂O

M( H₃PO₄)= ^. 98 г/моль=32,7 г/моль ( Н₃РО₄)

H₃PO₄ + 2NaOH = Na₂HPO₄ + 2H₂O

M( H₃PO₄)= ^. 98 г/моль=49 г/моль ( Н₃PO₄)

H₃PO₄ + NaOH = NaH₂PO₄ + H₂O

M( H₃PO₄)= 1^. 98 г/моль=98 г/моль (Н₃РО₄)

Эквивалентом окислителя или восстановителя называется его реальная или условная частица, которая, соответственно, присоединяет или отдает один электрон в окислительно-восстановительных реакциях.

Молярная масса эквивалента окислителя или восстановителя равна их молярной массе М(Х), умноженной на фактор их эквивлентности 1/z в данной реакции.

Фактор эквивалентности окислителя или восстановителя равен 1/z, где z-число электронов, принятых или отданных одной частицей (молекулой, атомом, ионом) окислителя или восстановителя.

Выполнение работы:

1. Взвесить на весах 0,10-0,15 г магниевой стружки с точностью до 0,01 г.

Собрать прибор (рис. 4.), состоящий из градуированного и неградуированного цилиндров, соединенных каучуковой трубкой. Наполнить прибор водой так, чтобы в градуированном цилиндре вода находилась у верхнего деления, а неградуированный цилиндр оставался почти пустым.

Рис. 4. Эвдиометр

3. К каучуковой трубке, идущей от верхнего конца градуированного цилиндра, присоединить небольшую сухую пробирку с плотно пригнанной пробкой.

4. Проверить прибор на герметичность. Для этого опустить неградуированный цилиндр на 20-25 см ниже его первоначального положения. Если прибор герметичен, то уровень воды в градуированном цилиндре должен оставаться постоянным. После проверки поднять неградуированный цилиндр в первоначальное положение.

5. Снять пробирку прибора и налить в нее с помощью воронки 15 мл 12% соляной кислоты так, чтобы стенки верхней части пробирки оставались сухими. Держать пробирку наклонно и осторожно положить на ее верхнюю часть, взвешенную магниевую ленту, завернутую в кальку (следить за тем, чтобы магний не упал в кислоту).

6. Присоединить к прибору пробирку, плотно вставив в нее пробку. Встряхнуть пробирку, добиться того, чтобы магний упал в кислоту.

7. Выделяющийся водород вытесняет из градуированного цилиндра воду.

8. После охлаждения пробирки до комнатной температуры выравнить давление внутри прибора и внешнее атмосферное давление (путем совмещения уровней жидкости в градуированном и неградуированном цилиндрах) и измерить вытесненный объем.

9. Отметить атмосферное давление (Р) по барометру (мм рт. ст.), температуру воздуха в лаборатории (t, ^oС), по таблице 4.1 определить давление водяных паров (h).

Таблица 2.