Какой объем займут 20 г азота при 0 градусов и давлении 202
Содержание статьи
Решение задач по химии на газовые законы
Важно знать! Как научиться решать задачи по химии.
Задача 2-1. Какой объем занимают 20 г азота при температуре 0 °С и давлении 202 кПа?
Решение.
Для расчета объема используем уравнение Клапейрона—Менделеева в форме:
При расчетах по этому уравнению объем обычно выражают в литрах, давление — в килопаскалях, а R — в Дж/(моль • К) и учитывают, что кПа • л = Дж:
л
Ответ: 8,03 л.
Задача 2-2. Сколько молекул содержится в 11,2 л углекислого газа: а) при нормальных условиях; б) при температуре 20 °С и давлении 99 кПа?
Решение.
Число молекул N можно найти через количество вещества V — по формуле
а) При нормальных условиях молярный объем всех газов равен 22,4 л/моль, поэтому количество вещества углекислого газа
(моль).
Число молекул
б) При произвольных условиях для расчета количества вещества через объем используют уравнение Клапейрона—Менделеева:
(моль).
Число молекул
Ответ, а) ; б)
Задача 2-3. Имеются образцы двух газов, взятых при одинаковых условиях: 10 л метана и 20 л хлороводорода. В каком газе содержится больше молекул, а в каком — больше атомов и во сколько раз?
Решение.
В данном случае мы не можем рассчитать точное число молекул и атомов в метане и в хлороводороде, так как условия неизвестны и мы не можем применить уравнение Клапейрона—Менделеева. Известно, однако, что условия — температура и давление — одинаковы, поэтому можно применить закон Авогадро: объемы газов прямо пропорциональны их количествам.
В образце хлороводорода содержится в 2 раза больше молей, а следовательно и молекул, чем в образце метана.
В молекуле хлороводорода содержится два атома, а в молекуле метана — пять атомов, поэтому число атомов в хлороводороде в два раза больше числа молекул, а в метане — в пять раз. Следовательно,
В образце метана атомов в 5/4 = 1,25 раза больше, чем в образце хлороводорода.
Ответ: Молекул в 2 раза больше в хлороводороде, атомов в 1,25 раза больше в метане.
Задача 2-4. Рассчитайте объем газа (при н. у.), который выделится при действии избытка концентрированной азотной кислоты на 16 г меди.
Решение.
Запишем уравнение реакции:
Cu + 4HNO3(конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2Н2O.
Выделяющийся газ — оксид азота (IV) NO2.
Ведём расчёт по количеству вещества. Объем продукта реакции рассчитывается по схеме:
m(исх. вещества) → v(исх. вещества) → v(продукта) → V(продукта) = v • Vm.
Найдем количество вещества меди:
v(Cu) = m(Cu) / M(Cu) = 16/64 = 0,25 (моль).
По основному закону химической стехиометрии отношение количеств реагирующих веществ (в молях) равно отношению соответствующих коэффициентов в уравнении реакции. Коэффициент перед NO2 в 2 раза больше, чем коэффициент перед Cu, поэтому количество NO2 также в 2 раза больше:
v(NO2) = 2v(Cu) = 0,5 моль. Объем оксида азота (IV):
V(NO2) = v(NO2) • Vm = 0,5 • 22,4 = 11,2 (л).
Ответ: 11,2 л NO2.
Задача 2-5. Какой объем кислорода требуется для сжигания 2 м3 пропана? Какой объем углекислого газа при этом образуется?
Решение.
Запишем уравнение реакции сгорания пропана:
Газы, участвующие в реакции, находятся при одинаковых условиях, поэтому для расчета их объемов не надо находить количество вещества, а можно применить следствие из закона Авогадро, согласно которому в газовых реакциях отношение объемов реагирующих веществ равно отношению соответствующих коэффициентов в уравнении реакции. По уравнению сгорания
для сжигания 1 объема необходимо 5 объемов ;
для сжигания 2 м3 ->>- х м3.
(м3).
Аналогично рассчитывается объем углекислого газа:
при сжигании 1 объема образуется 3 объема ;
при сжигании 2 м3 ->>- y м3 .
(м3).
Ответ: 10 м3; 6 м3.
Задача 2-6. Плотность некоторого газа по воздуху равна 2. Чему равна плотность этого газа по водороду?
Решение.
Плотность одного газа по другому, или относительная плотность газа, — это безразмерная величина, равная отношению плотностей двух газов. Отношение плотностей газов равно отношению их молярных масс:
Если плотность некоторого газа X по воздуху равна 2, то его молярная масса равна:
M(X) = Dвозд.(X) • М(возд.) = 2 • 29 = 58 (г/моль).
Плотность этого газа по водороду равна отношению молярных масс:
Ответ: 29.
Задача 2-7. Найдите среднюю молярную массу и плотность (при нормальных условиях) воздуха, имеющего объемный состав: 20,0% O2; 79,0% N2; 1,0% Ar.
Решение.
Поскольку объемы газов пропорциональны их количествам (закон Авогадро), то среднюю молярную массу смеси газов можно выражать не только через количества, но и через объемы:
Мср(возд.) = (М1 • V1 + М2 • V1 + М3 • V3)/(V1 + V2 + V3).
Возьмем 100 л смеси, тогда V(O2) = 20 л, V(N2) = 79 л, V(Ar) = 1 л. Подставляя эти значения в формулу, получим:
Мср(возд.) = (32 • 20 + 28 • 79 + 40 • 1)/(20 + 79 + 1) = 28,9 (г/моль).
Плотность при нормальных условиях равна молярной массе, деленной на молярный объем:
ρ = Мср(возд.)/Vm = 28,9/22,4 = 1,29 (г/л).
Ответ: 28,9 г/моль; 1,29 г/л.
Задача 2-8. Плотность смеси кислорода и озона по водороду равна 17. Определите массовую, объемную и мольную доли кислорода в смеси.
Решение.
Средняя молярная масса смеси
(г/моль).
Пусть в смеси содержится x моль и у моль . Соотношение между x и y можно найти через среднюю молярную массу:
(г/моль),
откуда
Мольная доля кислорода в смеси
По закону Авогадро объемы газов прямо пропорциональны их количествам, поэтому объемная доля газа в смеси всегда равна его мольной доле:
Найдем массовую долю кислорода.
Массовая доля кислорода
Мы видим, что мольная, объемная и массовая доли вещества в смеси не зависят от общего количества смеси.
Ответ: Мольная и объемная доли массовая доля .
Задача 2-9. При каком молярном соотношении оксидов углерода получается смесь, которая в 2 раза тяжелее неона?
Решение.
Средняя молярная масса смеси в два раза больше молярной массы неона:
(г/моль).
Пусть в смеси содержится моль и моль . Тогда, пользуясь определением средней молярной массы, можно записать соотношение:
г/моль,
откуда , т. е.
Мы видим, что средняя молярная масса газовой смеси зависит только от относительного, а не от абсолютного количества компонентов смеси, т.е. не от и по отдельности, а только от их отношения.
Ответ:
[Сборник задач и упражнений по химии: Школьный курс / В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко]
Источник
Какой объем займут 20 г азота при 0 градусов и давлении 202: вылечить, проявления, свечи, травы
10 правил при диете для снижение веса во время гипертонии
Многие годы безуспешно боретесь с ГИПЕРТОНИЕЙ?
Глава Института: «Вы будете поражены, насколько просто можно вылечить гипертонию принимая каждый день…
Читать далее »
Половина гипертоников, по мнению медицинских экспертов, даже не догадывается о своем высоком давлении. У пациента АД свыше 150-ти, а он его не чувствует. Пока не нагрянет инфаркт…
На первой стадии болезни гипертоники не часто приходят на консультацию к доктору, а ведь артериальная гипертензия – главная причина серьезных осложнений, которые приводят к инсульту, гипертоническому кризу, инфаркту миокарда, почечной недостаточности, сердечным патологиям. Обычно гипертензию сопровождает расстройство холестеринового обмена в сочетании с атеросклерозом.
НАШИ ЧИТАТЕЛИ РЕКОМЕНДУЮТ!
Для лечения гипертонии наши читатели успешно используют ReCardio. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…
Эти показатели (и холестерин, и перепады АД) можно корректировать рациональным питанием. Только это будет не разовая экспериментальная диета, а фактически – новый образ жизни.
Принципы рационального питания
Выбор диетических продуктов при гипертонии должен учитывать степень ее тяжести, сопутствующие заболевания. Энергетическая ценность рациона в идеале адекватна энергозатратам человека с определенными коррективами при атеросклерозе и высоком индексе массы тела.
Эти условия говорят о том, что лечебную диету для снижения веса для гипертоников надо подбирать вместе с диетологом или своим терапевтом, эндокринологом. Но базовые принципы ее составления – универсальны, их можно придерживаться с сегодняшнего дня.
Вот 10 основных правил здорового питания для больных с гипертонией:
- Ограничение соли. Это правило продиктовано серьезными процессами, происходящими в надпочечниках. Они накапливают жидкость и провоцируют рост АД. Сокращение соленых продуктов в рационе снизит процессы возбудимости в центральной нервной системе (ЦНС). Норма соли для больных гипертензией – 4-6г/день (около 1ч. ложки, включая соль в уже готовых продуктах). От еды с повышенным содержанием соли (селедка, консервы, соленья) надо воздержаться.
- Уменьшать количество жидкости необходимости нет, если нет проблем с системой кровообращения. За день необходимо выпивать не менее 2-х л чистой воды.
- Объем жиров надо сократить до 75 г/сут. Сливочное масло, сало, другие жиры животного происхождения иногда можно заменить растительными аналогами – маслом из подсолнечника, оливок, кукурузы, сои. Они содержат много полиненасыщенных жирных кислот, укрепляющих иммунитет.
- Долю белка в общей массе продуктов питания уменьшать не надо: суточную норму определяют из расчета 1,5 г/1 кг веса. Дефицит этого ценного стройматериала для клеток понижает выносливость организма при стрессовых нагрузках.
- Углеводы не ограничивают, изменяют их виды. Легко усваиваемых, так называемых, «быстрых» углеводов (сладости, выпечка, мед), должно быть минимум. Их заменяют продуктами растительного происхождения с высокой концентрацией клетчатки.
- Клетчатки в виде зерновых (медленных углеводов) должно быть как можно больше. Она помогает выводить холестерин, улучшает перистальтику кишечника. При ожирении такое снижение калорийности не оставляет ощущение голода.
- Сократить молочные продукты высокой жирности с коагулирующим эффектом (сужение сосудов, сворачивание крови). Ограничить биогенные амины, их много в селедке, твердом сыре, томатах, бобовых.
- Контролировать продукты, которые возбуждают сердце и ЦНС (концентрированные бульоны и соусы, крепкие напитки – чай, кофе, спиртное), агрессивно воздействующие на почки (острые, копченые продукты и пряности).
- Добавить продукты, которые содержат липотропные соединения, особенно – при атеросклерозе: телятину, куриные яйца, постную рыбу и сыр. Они восстанавливают обменные процессы.
- Обязательное условие – регулярный прием витаминов и минералов, контролирующих все жизненно важные функции:
- Ниацина, расширяющего сосуды, улучшающего кровоток в почках, головном мозге, коронарное кровоснабжение;
- Аскорбиновой кислоты, ускоряющей восстановительные процессы и понижающей холестерин;
- Рибофлавина, участвующего в нормализации дыхания тканей и выработке АТФ, контролирующего обменные процессы;
- Пиридоксина, способствующего нейтрализации холестерина;
- Биофлавоноидов, укрепляющих сосуды, предупреждающих проникновение холестерина;
- Калия, усиливающего сокращающую способность миокарда при расстройствах кровоснабжения (этого минерала много в какао, говядине, продуктах растительного происхождения);
- Магния, ускоряющего торможение в коре головного мозга, сокращающего спазмы сосудов, провоцирующих повышение АД ;
- Йода, оказывающего противосклеротический эффект (его много в морепродуктах).
Важнейшее условие рациональной диеты при повышенном давлении – дробное питание. Питаться надо 4-6 раз /сут., ужинать – за 3 ч. до сна.
Виды лечебных диет
Об основах питания гипертоников можно получить представление из диеты № 10, актуальной, прежде всего, при плохом кровотоке.
Диета № 10 для гипертоников для снижения веса: суточное меню
- Сыр (120 г), каша манная (150 г), чай (1 стакан);
- Яблоки (100 г), кефир низкой жирности (1 стакан);
- Суп с перловкой (250 г), мясо, морковь (55/150 г), компот (1 стакан);
- Напиток из шиповника (1 стакан), 1 кусок цельнозернового хлеба;
- Рыба, картофель, обработанные в пароварке (85/150 г), плов с сухофруктами (100 г), чай (1 стакан);
- Кефир (1 стакан) – перед сном.
Суточная норма хлеба – 250 г, сахара – 50 г. Если вес выше нормы, кроме диеты, будут полезны разгрузочные дни (с салатами, рисом, арбузами, яблоками).
Диета DASH
Аббревиатура DASH расшифровывается просто: диетологический подход к лечению гипертонии. Принципы питания этого типа разработаны гарвардскими учеными. На сегодня – это наиболее популярная диета в Европе. Авторы утверждают, что предлагаемые в диете продукты понижают АД и вероятность развития инсульта, выводят камни из почек, предупреждают формирование злокачественных новообразований. Представление о DASH можно получить из примерного меню:
- Апельсиновый фреш (1 стакан), хлопья (из кукурузы, овса, ячменя) – (2 стакана), маргарин (1 ч. л.), нежирное молоко (1 стакан);
- 2 ломтика хлеба, обезжиренная ветчина (70 г), кусочек сыра, салат (2 листика), помидор (половинка), горчица (1 ч. л.), яблоко;
- Курица с рисовой, гречневой или перловой кашей, горошек (½ стакана), небольшая булочка из цельного зерна, нежирное молоко (1 стакан);
- Курага, орехи (по 50 г), 1 грейпфрут – для перекусов.
Диету рекомендуют вводить постепенно, не прекращая прием прописанных лекарств, понижающих АД. Особенность американской диеты – незначительная доля мяса в рационе.
Главный акцент – на продукты, обогащенные витаминами и микроэлементами. Питание – дробное. Потребление соли постепенно надо свести к минимуму. При гипертонии этот рацион рекомендуется как основной.
Калиевая диета
Калий при артериальной гипертензии нередко назначают дополнительно или рекомендуют специальную диету. Подобный подбор продуктов снимает отеки, понижает давление, улучшает кровоток. Его особенности: низкая калорийность, сокращение натрия, отсутствие экстрактивных ингредиентов, насыщение органов калием в пропорции 8:1 — 14:1 (по отношению к натрию). Оценить ее возможности можно на примере однодневного меню:
- Картофель (200 г), кофе, молоко (1 чашка), рисовый отвар (1 чашка);
- Капустный фреш (100 г);
- Суп и пюре из картофеля и капусты (по 200 г), желе;
- Напиток из шиповника (100 г);
- Картофельное пюре (300 г), настой шиповника (100 г).
Хлеб без соли – 250 г, сахар – 30 г. Термическая обработка пищевого сырья: отваривание, приготовление в пароварке или в духовке. Все блюда для гипертоников приготавливают без соли, их немного подсаливают уже в готовом виде, перед едой.
Магниевая диета
Магний регулирует работу ЦНС, укрепляет сердечную мышцу, нейтрализует гипертонус сосудов, что очень важно при высоком АД, особенно с осложнением в виде атеросклероза. Поэтому гипертоникам прописывают лекарства с магнием, понижающие АД и показатели холестерина, или трехдневную диету, составленную из соответствующих продуктов.
Ее особенность – малая калорийность, ограничения соли и жидкости, обогащение калием и магнием. Питание – шестиразовое. Норма хлеба – 125 г/сут. Представление об этой разновидности диеты можно получить из примерного однодневного меню.
- Гречневая каша с отрубями (150 г), чай (1 стакан), ломтик лимона;
- Сок из абрикосов (100 г);
- Борщ на отваре из отрубей (250 г), плов с курагой и рисом, черносмородиновый компот;
- Настой шиповника (100 г);
- Котлеты из моркови и яблок (200 г);
- Подогретое молоко (100 г).
Фруктово-овощная диета
Этот вид лечебного питания назначают при атеросклерозе сосудов, при симптоматической гипертонии, избыточном весе. Диета снижает возбудимость ЦНС, улучшает функции почек, нормализует вес и АД.
В плане энергетической ценности гипонатриевую вегетарианскую диету можно считать оптимальной. Ограничения касаются рафинированных углеводов, соленых блюд, жидкости и экстрактивных ингредиентов, агрессивно воздействующих на ЖКТ и другие жизненно важные центры.
Стол богат витаминами и клетчаткой, расщепляющей жиры. Из овощей и фруктов готовят соки, супы, салаты, компоты, пюре, винегрет. Питание – пятиразовое, с перекусами. Примерный стол на вегетарианской диете может выглядеть так:
- Подогретый настой шиповника или высушенной смородины (1 стакан), яблочно-морковный салат с маслом;
- Фруктовый сок (½ стакана), пюре из овощей;
- Вегетарианской суп с сухариками (250 мл), овощной салат со сметаной;
- Орехи (100 г), салат из тертых овощей (моркови, свеклы, кабачков, огурцов – 150 г);
- Подогретый настой шиповника или высушенной смородины (1 стакан) можно подсластить 20 г сахара или меда;
- Винегрет с маслом (200 г), компот из сухофруктов (1 стакан);
- Перед сном – сок (1 стакан).
На какой руке мерить давление электронным тонометром?
В чем польза антагонистов кальция?
Инструкцию по применению Глиатилина читайте здесь.
Как это работает
Корректируя рацион, кроме советов своего врача, воспользуйтесь общими рекомендациями:
- Контролируйте норму соли – до 5 г/сут;
- Сократите долю быстро усваиваемых углеводов;
- Жирные молокопродукты добавляйте в рацион маленькими порциями;
- Ограничьте количество черного хлеба, бобовых, картофеля;
- Мясо подходит не всякое – только филе кролика, курицы, индейки;
- Термическая обработка исключает обжаривание;
- Основной акцент в меню – крупы и овощи в свежем виде;
- Контролируйте водный баланс (1,5-2 л/сут.).
Меню для гипертоников – это легко усваиваемые блюда, аналогичные диете для худеющих, поэтому она имеет двойной эффект: корректирует вес и давление. Низкокалорийные блюда и сбалансированный стол стимулируют пищеварение.
Высокий процент овощей в рационе улучшает перистальтику кишечника, очищая организм от шлаков, ядов, токсинов и других продуктов распада, которые отравляют его микрофлору. Здоровая среда улучшает метаболизм.
Если все обменные процессы восстановлены, происходит усиленное расщепление жира, ведь легкий рацион будет стимулировать организм добывать недостающую энергию из жировых отложений.
Комплексные меры
Борьба с высоким АД предполагает комплексные меры:
- Похудение;
- Контроль вредных привычек;
- Доброжелательная атмосфера в семье;
- Соблюдение режима труда и отдыха;
- Правильное питание.
Все, кто находится в группе риска с повышенным давлением, прежде всего, должны пересмотреть образ жизни, включая пищевые привычки, ведь жизненный уклад оказывает влияние на качество кровоснабжения. При составлении рациона надо хорошо сбалансировать белки, жиры и углеводы.
Витаминные добавки улучшают обменные процессы, а бессолевая диета освободит организм от излишков жидкости. Продуманное меню, подобранное с учетом перечисленных правил поможет нормализовать давление.
Источник
Газовые законы | ЗНАТОКИ РЕШАЮТ: помощь по ХИМИИ
Для удобства пользователей и возможности быстрого нахождения решения типовых (и не очень) расчётных задач на газовые законы.
©Для некоммерческого использования. При перепечатке решений обязательна ссылка на источник.
Всем успеха!
уравнение Менделеева-Клапейрона p·V = nRT = (m/M)·R·T
R = 0,0821 л∙атм/(моль∙К) = 8,314 Дж/(моль∙К)
[Дж/(моль∙К)] = [м³∙Па/(моль∙К)] = [л∙кПа/(моль∙К)]
T(K) = T(ºС)+273
Для n=соnst: pV/T=соnst, отсюда:
Для изобарического (изобарного) процесса (Р= const): V1/Т1 = V2/Т2
Для изохорического (изохорного) процесса (V= const): P1/Т1 = P2/Т2
Закон Шарля: для изотермического процесса (T= const): P1V1 = P2V2
При изотермическом процессе (ΔТ=0) для идеального газа, расширяющегося обратимо (т.е. для простой системы) Q = А , ΔH=ΔU = Q — A = 0 (или Δu =СvΔТ=0, Δh=СpΔТ=0)
Работа изотермического расширения системы: А (Дж) = nRT ∙ ln (V2 /V1) = nRT ∙ ln (р1/р2)
Таблица перевода единиц измерения давления: https://www.dpva.info/Guide/GuideUnitsAlphabets/GuideU..
https://fluitech.com.ua/ru/tech-info/tech-info-2.html
Онлайн перевод единиц давления:
https://www.convert-me.com/ru/convert/pressure/
https://www.unitjuggler.com/перевод-pressure-из-Pa-в-b..
https://www.edinici.ru/Perevodchik-Davleniya/Kalkulyat..
https://www.rusactive.ru/useful/converter/pressure и т.д.
Общее давление газовой смеси является суммой парциальных давлений её компонентов.
1-й закон Рауля: парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе.
Закон Авогадро: равные количества газов, находящихся в одинаковых условиях, занимают одинаковый объем: V1 : V2 : V3 … = n1 : n2 : n3…
Отредактировал администратор, 30 июн 2019 в 15:42.
Задача 1
Какова температура газа, если его давление составляет 30 атм, масса 1,5 кг, объем 170 л, плотность по воздуху 1,08?
Решение:
р (газа) = 30 атм = 3039,75 кПа
m (газа) = 1,5 кг = 1500 г
Mr (газа) = d · Mr(воздуха) = 1.08 · 29 = 31,3 г/моль
По уравнению Менделеева-Клапейрона p·V = (m/M)·R·T
отсюда:
T = p · V · M / (m · R) = 3039,75 · 170 · 31,3 / (1500 · 8,314) = 1300 K
Задача 2
Колбу емкостью 232 мл заполнили некоторым газом при температуре 17 градусов и давлении 752 мм рт.ст. Масса колбы увеличилась на 0,27 г. Вычислить молярную массу газа.
Решение:
Уравнение Менделеева-Клапейрона: PV = mRT / M, отсюда:
M = mRT /PV = 0,27 г • 0,082 л·атм/моль·К • 290К/ (0,232 л • 752/760 атм) = 28 г/моль
Например, азот N2.
Задача 3
Какой объем водорода необходимо затратить для восстановления 250г MoO3, при температуре 27 С и нормальном давлении?
Решение:
1) написать уравнение реакции: MoO3 + 3Н2 → Mo + 3Н2О
2) найти моли водорода n:
На восстановление 1 моль MoO3 нужны 3 моль Н2
Найти моли MoO3 по формуле n = m/M и умножить на 3
3) посчитать объем v по формуле
pv=nRT, р-давление (нормальное — 1 атм), R — универс. газовая постоянная, T — темп. в К (Т°C + 273),
или
3) посчитать объем при н.у. (0°C) и пересчитать для 27°C, по формуле: V1:V2 = T1:T2 , где T — темп. в К.
Задача 4
Какой объем водяного пара получается от взрыва смеси 100 мл водорода и 100 мл кислорода при 100 С?
Решение:
По закону Авогадро, при одинаковых условиях отношение объемов газов в реакции равно отношению молей газов в реакции, (т.е. коэффициентов в уравнении реакции).
2Н2 + О2 → 2Н2О
По уравнению реакции, 2 моль водорода реагируют с 1 моль кислорода (отношение 2:1), поэтому для реакции со 100 мл водорода нужны только 50 мл кислорода (а остальные 50 мл останутся в избытке).
Из уравнения также следует, что из 2 моль водорода получатся 2 моль водяного пара (отношение 1:1), поэтому из 100 мл водорода получит 100 мл водяного пара.
Задача 5
В баллоне емкостью 12 литров при температуре равной 0 градусов Цельсия находится 100 гр. кислорода. Определите давление в баллоне.
Решение:
PV=nRT
V=12 L
n=m/M=100/32=… mol
R=0,082
T=273 K
P=nRT/V=… кПа
Задача 6
250 мл водорода собраны над водой при 26 градусах и давлении 98,6 кПа, давление насыщенного пара воды при 26 градусах составляет 3,4 кПа. Вычислить объем водорода при нормальных условиях и его массу.
Решение:
Давление, создаваемое водородом:
Р(Н2)= 98,7 — 3,4 = 95,3 кПа.
По объединенному газовому закону можно найти объем Н2 при н.у.:
PV/T = P1V1/T1
P,V,T — давление, объем и температура при н.у.,
P1,V1,T1 — давление, объем и температура при данных условиях.
Температура должна быть в градусах Кельвина, а объем в литрах.
При н.у. Р= 1 атм = 103,32 кПа, Т=0°C = 273К
V= P1∙V1∙T/T1∙P = 95,3 ∙ 0,25 ∙ 273 / [(26 + 273) ∙ 103,32] = 0,211 л
n = V/Vm = 0,211/22,4 = … моль
m = n∙M = … г
Задача 7
Сосуд вместимостью 0.5 л выдерживает давление до 500 атм. Тротил разлагается по уравнению:
2C6H2CH3(NO2)3 → 3N2 + 12CO + 5H2 + 2C
Температура внутри сосуда после взрыва достигает 2000(цельсия). Вычислите максимальную массу тротила, взрыв которой не должен разрушить сосуд.
Решение:
Т=2000 + 273=2273К
Р=500 атм.
V=0,5 л
PV=nRT
R = 0,0821 л∙ат/моль∙град
n=PV/RT=500∙0,5/(0,0821∙2273)=1,34 моль газа
2C6H2CH3(NO2)3 →3N2 (г)+12CO (г)+5H2 (г) +2C (т)
Из 2 моль тротила образуются 3+12+5=20 моль газа,
тогда 1,34 моль газа образуются из 1,34∙2/20=0,134 моль тротила.
М(тротила) = 227 г/моль
m=n∙М=0,134 ∙ 227 = 30,4 г
Задачка из книги Сергея Дмитриевича Бескова «Техно-химические расчеты» аж 1962 г., еще я ее решала в далекой институтской молодости, до сих пор в шкафу 🙂 У него, правда, ответ 32,1 т.к. вопрос был несколько другим: «Какое наименьшее количество тротила может разорвать сосуд».
Задача 8
При действии натрия на воду выделился водород, который при 20 °С и 94 кПа занял объем 10 л. Какая масса натрия прореагировала с водой?
Решение:
P = 94 кПа, T = 293 K , V = 10 л
По уравнению Менделеева-Клапейрона PV = nRT
отсюда:
n(Н2) = PV/RT = 94 ∙ 10 / (8,314 ∙ 293) = 0,39 моль
Из уравнения реакции: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
n(Na) = 2n(Н2) = 0,78 моль
m(Na) = n∙M = 0,78 ∙ 23 = 17,9 г
Задача 9
При н. у. объем газа равен 100 м3. До какой температуры нужно нагреть этот газ, чтобы при 9,852 ∙ 104 Па объем его стал равен 122 м3?
Решение:
P1∙V1/T1 = P2∙V2/T2
T2 = T1∙P2∙V2/P1∙V1
При н.у. Р=10,1325 ∙ 10^4 Па, T=273,15 К
T2 = 273,15 ∙ 9,852 ∙ 10^4 ∙ 122 / (10,1325 ∙ 10^4 ∙100) = 324К = 51°С
Задача 10
В баллоне емкостью 12 л. при температуре равной 0 градусов находится 100 гр. кислорода. Определите давление в баллоне.
Решение:
По уравнению Менделеева-Клапейрона:
PV=nRT = mRT/M → P=mRT/MV
m=100 г
М=32 г/моль
Т=273 К
R=8,314
V=12 л
P=100 ∙ 8,314 ∙ 273 / (32 ∙ 12) = 591 кПа
Задача 11
Определите молекулярную массу газа и его плотность при 25 градусов, если 3,5 г его при 0 градусов и давления 25310 Па занимают объем 11200 см3.
Решение:
PV=mRT/M
M=mRT/PV=3,5 ∙ 8,314 ∙ 273/(25,310 ∙ 11,2)=28 г/моль
V1/Т1 = V2/Т2
V2 = V1 ∙ Т2 / Т1 = 11200 ∙ 298 / 273 = 12226 см3
ρ = m/V = 3,5 / 12226 = 2,86 ∙ 10^–4 г/см3
Задача 12
В баллоне емкостью 30 л находится 0,55 кг гелия под давлением 76000 мм. рт. ст. Рассчитать его температуру.
Решение:
Формула выглядит следующим образом: p•Vm = R•T, где p — это давление (атм), Vm — молярный объем газа (л/моль), R — это универсальная газовая постоянная (0,082) , а Т — абсолютная температура идеального газа (К).
Tаким образом: Т = (p•Vm)/R
Если не известен молярный объем газа, мы можем найти его по формуле: Vm = V/n, где n — количество вещества (найти n можно, разделив массу газа на его молярную массу: n=m/М).
Уравнение Менделеева-Клапейрона записывается именно в таком виде:
p•V = (m/М) • R • T.
Отсюда: T = (p • V • М)/(R• m)
Если давление дается в мм рт. ст., то нужно перевести его в атмосферы, исходя из соотношения: 1 атм = 760 мм рт. ст.
T = (p • V • М)/(R• m) = (100 атм • 30 л • 4 г/моль)/(0,082 • 550 г) = …К = … — 273 °C
(осталось посчитать)
Задача 13
В закрытом баллоне находится газ при температуре-10 до какой температуры нужно его нагреть, чтобы давление увеличилось на 20%.
Решение:
по закону Шарля, отношение давления к температуре остается постоянным при прочих равных условиях. Отсюда: P1/T1 = P2/T2
P2 = 1,2 P1
«-10», полагаю, должно означать, что Т1=-10°C, т.е. 263К
Отсюда: Т2= T1 х P2 / P1 = 263 х 1,2 P1 / P1 = 263 х 1,2 =315,6К =315,6 -273 = 42,6°C
Можно быстрее: отношение давления к температуре постоянно, поэтому для увеличения давления на 20% нужно увеличить температуру на 20% (только не забыть, что температура в газовых законах всегда по шкале Кельвина, т.е. Т°C+273)
Задача 14
При какой температуре находятся 5 кг азота, имеющие объем 50 л и давление 172 мм рт. ст.?
Решение:
р (газа) = 172 мм рт. ст ∙ 0,1333 = 22,9 кПа
m (газа) = 5 кг = 5000 г
V=50 л
Mr (азота) = 28 г/моль
По уравнению Менделеева-Клапейрона p·V = (m/M)·R·T
Oтсюда:
T = p · V · M / (m · R) = 22,9 · 50 · 28 / (5000 · 8,314) = 0,77 K
Почти абсолютный ноль 🙂
Задача 15
Сколько весят при нормального условиях (р=1 ат, т=273 к) 2,5 литра кислорода?
Решение:
По уравнению Менделеева-Клапейрона: PV=mRT/M => m=PVM/RT
р = 1 атм = 101,325 кПа
V = 2,5 л
R = 8,314
M=32 г/моль
T = 273 К
отсюда:
m= 101,325 x 2.5 x 32 / (8,314 x 273) = 3,57 г
Задача 16
Определите, во сколько раз увеличится объем системы при полном испарении 1 л жидкой воды при постоянной температуре 100 градусов по Цельсию и постоянном давлении 1 атм.
Решение:
Нач. объем системы V0=1 л
По уравнению Менделеева-Клапейрона, для газа:
p·V = (m/M)·R·T
V = m·R·T/M·р
m = 1000 г
М = 18 г/моль
R = 8,314
р (пара) = 1 атм = 101,325 кПа
T = 373 К
V = 1000 · 8,314 · 373 / (18 · 101,325) = 1700,3 л
V/V0 = 1700,3 — объем увеличится в 1700,3 раз
Задача 17
Вычислить массу азота, взятого объемом 100л, при давление 790 кПа и температуре 28ºС.
Решение:
pV=nRT = mRT/M
m=pVM/RT = 790 ∙ 100 ∙ 28 / (8,314 ∙ 301) = … г
Задача 18
Решение:
С5Н12 + 8О2 → 5СО2(г) + 6Н2О(г)
1…………..8………….5…………..6 — отношение кол-в в-в газов в реакции горения
По закону Арогадро, равные количества газов, находящихся в одинаковых условиях, занимают одинаковый объем.
Поэтому на сгорание 8 м3 С5Н12 требуется 8х8=64 м3 О2, при этом образуются 8х5=40 м3 СО2 и 8х6=48 м3 водяного пара, всего 88 м3 газов — продуктов горения.
О2 составляет в среднем 21%об. воздуха, и требуется избыток воздуха 140%(1,4), отсюда:
V возд. = 64 ∙ 1,4 / 0,21 = 426,7 м3
Все объемы верны для темп. 40°С.
Задача 19
а) Давление газа, занимающего при некоторой температуре объём 0,3 м³, равно 101,5 кПа. Каким будет давление, если при той же температуре увеличить объём газа до 0,5 м³?
б) При 17ºС объём газа 440 л. Какой объём займёт тот же газ при 47ºС ( Р= const)?
в) В баллоне при 20ºС находится газ под давлением 4,053 МПа (40 атм.). Каким станет давлением, если температура повышается до 30ºС?
Решение:
а) Для изотермического процесса: P1V1 = P2V2
P2=P1V1/V2 = 0,3 ∙ 101,5 / 0,5 = 60,9 кПа
б) Для Р= const: V1/Т1 = V2/Т2, T(K) = T(ºС)+273
в) Для V= const: P1/Т1 = P2/Т2, T(K) = T(ºС)+273
Источник