Сборник задач и упражнений по химии - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

П р и м е р 6. Определите молекулярную массу газа, если при нормальных условиях газ массой 0,824 г
занимает объем 0,260 дм
3
.
Решение. При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем 22,4 дм
3
, тогда ν
газа
= 0,26/22,4 =
0,0116 моль, а мольная масса равна 0,824/0,0116 = 71 г/моль.
Следовательно, мольная масса газа равна 71,0 г/моль, а его молекулярная масса 71,0 а.е.м.
В. Определение молекулярной массы по уравнению Менделеева-Клапейрона
Уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнение состояния идеального газа) устанавливает соотношение
массы (m, кг), температуры (Т, К), давления (Р, Па) и объема (V, м
3
) газа с его мольной массой (М, кг/моль):
PV = mRT / M, (1.2.3)
где R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль⋅К).
Пользуясь этим уравнением, можно вычислить любую из входящих в него величин, если известны осталь-
ные.
П р и м е р 7. Вычислите молекулярную массу бензола, зная, что масса 600 см
3
его паров при 87 °С и
давлении 83,2 кПа равна 1,30 г.
Решение. Выразив данные задачи в единицах СИ (Р = 8,32⋅10
4
Па; V = 6⋅10
–4
м
3
; m = 1,30⋅10
–3
кг; Т = 360 К)
и подставив их в уравнение (1.2.3), найдем
М = 1,30⋅10
–3
⋅8,31⋅360 / 8,32⋅10
4
⋅6⋅10
–4
= 78,0⋅10
–3
кг/моль = 78,0 г/моль.
Молекулярная масса бензола равна 78,0 а.е.м.
П р и м е р 8. Относительная плотность смеси метана и этана по кислороду равна 0,7625. Вычислите объ-
ем (дм
3
, н.у.) кислорода, который потребуется для сжигания данной смеси объемом 2,8 дм
3
(н.у.).
Решение. Найдем молярную массу смеси метана и этана:
М
смеси
= 32⋅0,7625 = 24,4 г/моль.
Пусть имеется 1 моль смеси, мольная (объемная) доля метана в которой х (х – число молей метана), тогда
соответственно число молей этана равна (1 – х). Молярная масса метана 16 г/моль, этана – 30 г/моль. Запишем
уравнение для массы 1 моль газовой смеси: 16х + 30(1 – х) = 24,4. Тогда х = 0,4.
Газовая смесь, таким образом, содержит 40 мольных (объемных) % метана и 60 мольных (объемных) % эта-
на. Следовательно, 2,8 дм
3
(н.у.) этой газовой смеси содержат соответственно:
2,8⋅0,4 = 1,12 дм
3
метана; 1,12/22,4 = 0,05 моль CH
4
;
2,8⋅0,6 = 1,68 дм
3
этана; 1,68/22,4 = 0,075 моль C
2
H
6
.
Согласно уравнениям горения метана и этана:
СН
4
+ 2О
2
→
t
CO
2
+ 2H
2
O;
С
2
Н
6
+ 3,5О
2
→
t
2CO
2
+ 3H
2
O.
Число молей кислорода, необходимого для сжигания газовой смеси объемом 2,8 дм
3
(н.у.), равно n (О
2
) =
0,05
⋅2 + 0,075⋅3,5 = 0,3625 моль. При н.у. такое количество кислорода будет иметь объем V(O
2
) = 22,4⋅0,3625 =
8,12 дм
3
.
З а д а ч и
26. Вычислите молекулярную массу газа, если относительная плотность его по воздуху равна 1,45.
27. Вычислите молекулярные массы газов, если:
а) плотность газа по кислороду равна 0,50;
б) плотность газа по азоту равна 0,93.
28. Какие газы тяжелее, а какие легче воздуха и во сколько раз: CO
2
, NO
2
, CO, Cl
2
, NH
3
?
29. Определите плотность газовой смеси по водороду, если смесь состоит из кислорода и азота объемами
56 дм
3
и 28 дм
3
(н.у.) соответственно.
30. Чему равна плотность по водороду светильного газа, имеющего следующий объемный состав: 48 % H
2
,
32 % CH
4
, 5 % N
2
, 2 % CO
2
, 4 % C
2
H
4
, 9 % CO?
31. Для паров одноосновной органической кислоты предельного ряда D
(возд)
= 4. Найдите мольную массу ки-
слоты и напишите ее формулу.
32. При некоторой температуре плотность по воздуху паров серы равна 6,62, а паров фосфора – 4,28. Из
скольких атомов состоят молекулы серы и фосфора при этих условиях?
33. Масса газа объемом 0,001 м
3
(н.у.) равна 0,0021 кг. Определите мольную массу газа и его плотность по
воздуху.
34. Плотность этилена по кислороду равна 0,875. Определите молекулярную массу этилена.

Страницы