Урок №40. Закон Авогадро. Молярный объем газов
Амедео Авогадро
итальянский учёный-химик, первооткрыватель фундаментального физико-химического закона, названного его именем.
Закон Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. (1811 г, итальянский учёный Амедео Авогадро)
Cледствия из закона Авогадро:
1 следствие:
Одинаковое число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.
Так, 6,02 ∙ 1023 молекул (1 моль) любого газа и любой смеси газов при (н.у.) занимает объём равный 22,4 л.
Такой объём называется молярным объёмом и обозначается Vm
Молярный объём Vm – это постоянная величина для веществ – газов при нормальных условиях (н.у.) Vm = 22,4 л/моль
Нормальными условиями (н.у.) для газов считаются:
P0 = 1 атм. = 101325 Па = 760 мм. рт. ст.
T0 = 273,15 К = 0°С
Взаимосвязь молярной массы, молярного объёма, числа Авогадро и количества вещества:
ν = V/Vm = N/Na = m/M
M = ρ‧Vm
Задача №1
Образец: Какой объем занимает 0,2 моль N2 при н.у.?
Дано: н.у.
Vm = 22, 4 л/моль
ν (N2) = 0,2 моль
Найти:
V -?
Решение:
ν (N2) = V (N2)/Vm, следовательно
V (N2) = ν(N2) ·Vm =
= 0,2 моль · 22,4 л/моль = 4,48 л
Ответ: V (N2) = 4,48 л
Решите задачи по приведённому образцу:
1. Какой объем занимают 5 моль О2 при н.у.?
2. Какой объем занимают 2,5 моль Н2 при н.у.?
Задача №2
Образец: Какое количество вещества содержит водород объемом 33,6 л при н.у.?
Дано: н.у.
Vm = 22, 4 л/моль
V (H2) = 33,6 л
Найти:
ν -?
Решение:
ν (Н2) = V(Н2)/Vm = 33,6 л/ 22,4 л/моль = 1,5 моль
Ответ: ν (Н2) = 1,5 моль
Решите задачи по приведённому образцу:
1. Какое количество вещества содержит кислород объемом 0,224 л при н.у.?
2. Какое количество вещества содержит углекислый газ объемом 4,48 л при н.у.?
Задача №3
Образец: Какой объем займут 56 г. газа СО при н.у.?
Дано: н.у.
Vm = 22, 4 л/моль
m (CO) = 56 г
Найти:
V -?
Решение:
ν (CO) = V(CO) / Vm, следовательно
V (CO) = ν (CO) · Vm
Неизвестное количество вещества найдём по формуле:
ν = m/M
M(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28 г/моль
ν (СО) = m/M = 56 г / 28 г/моль = 2 моль
V (CO) = ν (CO) · Vm = 2 моль · 22,4 л/моль = 44,8 л
Ответ: V (CO) = 44,8 л
Решите задачи по приведённому образцу:
1. Какой объем займут 8 г. газа О2 при н.у.?
2. Какой объем займут 64 г. газа SО2 при н.у.?
Задача №4
Образец: В каком объёме содержится 3·1023 молекул водорода Н2 при н.у.?
Дано: н.у.
Vm = 22, 4 л/моль
N = 3·1023 молекул
Na = 6,02 ·1023 моль-1
Найти:
V -?
Решение:
ν (Н2) = V(Н2) / Vm, следовательно
V (Н2) = ν (Н2) · Vm
Неизвестное количество вещества найдём по формуле:
ν = N / Na = 3·1023 / 6,02 ·1023 моль-1 = 0,48 моль
V (Н2) = ν (Н2) · Vm = 0,48 моль · 22,4 л/моль = 10,752 л
Ответ: V (Н2) = 10,752 л
Решите задачи по приведённому образцу:
1. В каком объеме содержится 12,04 ·1023 молекул углекислого газа - СО2 при н.у.?
2. В каком объеме содержится 3,01·1023 молекул кислорода - О2 при н.у.?
Дополнительно решите задачи для закрепления:
1. Найдите массу (н.у.): а) 6 л. О3; б) 14 л. газа Н2S?
2. Какой объём водорода при н.у. образуется при взаимодействии 0,23 г натрия с водой?
3. Какова молярная масса газа, если 1 л. его имеет массу 3,17 г.? (Подсказка! m = ρ·V)