Учитель PRO: ЗАДАЧИ на Расчёты объёмных отношений газов (ЕГЭ)

Расчёты объёмных отношений газов
при химических реакциях

Элемент ЕГЭ: 4.3.3. Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях.

Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях основаны на законе Гей-Люссака (химический закон объёмных отношений). В англоязычной литературе закон Гей-Люссака обычно называют законом Шарля.

Закон Гей-Люссака — закон пропорциональной зависимости объёма газа от абсолютной температуры при постоянном давлении (то есть в изобарном процессе), названный в честь французского физика и химика Жозефа Луи Гей-Люссака. Математически закон выражается следующим образом: V ∼ T или V/T = const, P = const, где V — объём газа, T — температура, P — давление.

Если известно состояние газа при неизменном давлении и двух разных температурах, закон может быть записан в следующей форме: V1 : T1 = V2 : T2 или V1T2 = V2T1.

В результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка. Число атомов (в отличие от молекул) до реакции и после ее протекания остается неизменным. Это учитывается с помощью стехиометрических коэффициентов в уравнениях химических реакций.

Коэффициенты в уравнениях реакций показывают числа объемов реагирующих и образовавшихся газообразных веществ. Например: 2 объема водорода и 1 объем кислорода дают 2 объема водяного пара:
      2H2 + O2 = 2H2O.
В реакции, уравнение которой 3Н2 + N2 = 2NH3, объемы реагирующих азота и водорода и объем образовавшегося аммиака связаны следующим соотношением:
      V(Н2) : V(N2) : V(NH3) = 3 : 2 : 1
Однако эти соотношения выполняются только между веществами, участвующими в одной и той же химической реакции. Если реагент участвует в двух параллельных реакциях, то его количества веществ в этих реакциях никак не связаны друг с другом и могут находиться в любых соотношениях.

Следствие из закона Авогадро. При одинаковых условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объем. Объем газа количеством 1 моль, измеренный при н. у., называют молярным объемом и обозначают Vm. Следовательно: n = V : Vm, где V — объем газа, n — количество газа. Молярный объем газообразных веществ выражается в л/моль: Vm = 22,4 л/моль.

Формулы газовых законов

Обозначения: V – объем; Р – давление; Т – температура; n – количество вещества; m – масса вещества; М – молярная масса вещества; R – универсальная газовая постоянная.
R = 8,314 Дж/(К•моль) = 0,08205 л•атм/(К•моль).
Нормальные условия: 0 °С и 1,013 • 105 Па.
Нормальное давление: 1,013 • 105 Па = 1 атм = 760 мм рт. ст.

Последовательность выполнения действий, запись условий задачи обозначениями, оформление решения, вычислений и ответа смотрите в конспекте «Алгоритм решения типовых задач по химии»

 

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
на Расчёты объёмных отношений газов

Задача № 1. Какой объём аммиака получится, если в реакцию синтеза вступает азот объёмом 10 м3 (объёмы всех газов измерялись при одинаковых условиях)?

Правильный ОТВЕТ: V(NH3) = 20 м3.

 

Задача № 2. Найдите массу 33,6 м3 аммиака NH3 при н. у.

Правильный ОТВЕТ: m(NH3) = 25,5 кг.

 

Задача № 3. Как изменится объем определенного количества газа при увеличений давления от 1,013 • 105 Па до 2,026 • 105 Па (температура при этом остается постоянной)?

Правильный ОТВЕТ: уменьшится в 2 раза.

 

Задача № 4. Как изменится объем определенного количества газа при нагревании от 20 до 40 °С при постоянном давлении?

Правильный ОТВЕТ: увеличится в 1,07 раз.

 

Задача № 5. Образец газа при 0 °С и давлении 1,013 • 105 Па занимает объем 22,4 л. Какой объем он будет занимать: а) при 25 °С и 1,52 • 105 Па ; б) 50 °С и 2,53 • 105 Па; в) 100 °С и 1,013 • 106 Па ?

Правильный ОТВЕТ: а) 16,3 л; б) 10,6 л; в) 3,06 л.

 

Задача № 6. Водяной пар при 100 °С и давлении 1,013 • 105 Па занимает объем 200 см3. Приведите его объем к нормальным условиям.

Правильный ОТВЕТ: 146 см3

 

Задачи с ответами
на 
Расчёты объёмных отношений газов

Задача № 7. При взаимодействии серы с водой при температуре > 400 °С образовалось 2 л сероводорода. Определите объем (л) второго продукта реакции. (Записывайте ответ с точностью до десятых.)
Правильный ОТВЕТ: 1,0 л.

Задача № 8. При сжигании сероводорода истрачено 6 л кислорода. Определите объем (л) образовавшегося диоксида серы.
Правильный ОТВЕТ: 4,0 л.

Задача № 9. Рассчитайте объем (л) кислорода, необходимого для окисления 4 л аммиака до азота (при сжигании).
Правильный ОТВЕТ: 3,0 л.

Задача № 10. Рассчитайте объем (л) порции аммиака, полученной взаимодействием 10,08 л водорода с избытком азота.
Правильный ОТВЕТ: 6,72 л.

 


(с) В учебных целях использованы цитаты из пособий: «Химия / Н. Э. Варавва, О. В. Мешкова. — Москва, Эксмо (ЕГЭ. Экспресс-подготовка)» и «Химия : Новый полный справочник для подготовки к ЕГЭ / Е.В. Савинкина. — Москва, Издательство АСТ».

Вы смотрели Справочник по химии «Расчёты объёмных отношений газов при химических реакциях». Выберите дальнейшее действие:

Добавить комментарий

На сайте используется ручная модерация. Срок проверки комментариев: от 1 часа до 3 дней