Под каким давлением находится в сосуде кислород если емкость сосуда 5 л

Под каким давлением находится кислород если емкость сосуда 5 л

->Решение задач по химии ->

Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. — 23-е изд., исправленное — Л.: Химия, 1985. — 264 с., ил.

Задачи 28-40

28. При 17 °С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество газа при 100 °С, если давление его останется неизменным? Решение

29. Давление газа, занимающего объем 2,5 л, равно 121,6 кПа (912 мм рт. ст.). Чему будет равно давление, если, не изменяя температуры, сжать газ до объема в 1 л? Решение

30. На сколько градусов надо нагреть газ, находящийся в закрытом сосуде при 0 °С, чтобы давление его увеличилось вдвое? Решение

31. При 27 °С и давлении 720 мм рт. ст. объем газа равен 5 л. Какой объем займет это же количество газа при 39 °С и давлении 104 кПа? Решение

32. При 7 °С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до -33 °С? Решение

33. При нормальных условиях 1 г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 0 °С и давлении, равном 93,3 кПа (700 мм рт. ст.)? Решение

34. Давление газа в закрытом сосуде при 12 °С равно 100 кПа (750 мм рт. ст.). Каким станет давление газа, если нагреть сосуд до 30 °С? Решение

35. В стальном баллоне вместимостью 12 л находится при 0 °С кислород под давлением 15,2 МПа. Какой объем кислорода, находящегося при нормальных условиях, можно получить из такого баллона? Решение

36. Температура азота, находящегося в стальном баллоне под давлением 12,5 МПа, равна 17 °С. Предельное давление для баллона 20,3 МПа. При какой температуре давление азота достигнет предельного значения? Решение

37. При давлении 98,7 кПа и температуре 91 °С некоторое количество газа занимает объем 680 мл. Найти объем газа при нормальных условиях. Решение

38. При взаимодействии 1,28 г металла с водой выделилось 380 мл водорода, измеренного при 21 °С и давлении 104,5 кПа (784 мм рт. ст.). Найти эквивалентную массу металла. Решение c ключом

39. Как следует изменить условия, чтобы увеличение массы данного газа не привело к возрастанию его объема: а) понизить температуру; б) увеличить давление; в) нельзя подобрать условий? Решение c ключом

40. Какие значения температуры и давления соответствуют нормальным условиям для газов: а) t=25 °С, P=760 мм рт. ст.; б) t=0 °С, P=1,013·10 5 Па; в) t=0 °С, P=760 мм рт. ст.? Решение

Источник

->Решение задач по химии ->

Гольбрайх З. Е., Маслов Е. И. Сборник задач и упражнений по химии: Учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1997. — 384 с.: ил.

Задачи 19-28

19. 100 мл газа, измеренных при нормальных условиях, приведите к стандартным условиям. Решение

20. 100 мл газа, измеренных при стандартных условиях, приведите к нормальным условиям. Решение

21. Даны 480 л газа при 17 °С и 104 кПа. Приведите объем газа к нормальным условиям: 0 °С и 101,3 кПа. Решение

22. Даны 600 м 3 газа при 7 °С и 100 кПа. Вычислите объем газа при -13 °С и 80 кПа. Решение

23. Приведите к 0 °С и 101,3 кПа следующие объемы газов, измеренные при указанных условиях: а) 375 мл при -23 °С и 97,3 кПа; б) 900 л при 37 °С и 104 кПа; в) 320 м 3 при -3 °С и 103,3 кПа; г) 1080 л при 127 °С и 10,13 кПа. Решение

24. 1 м 3 газа находится при 0 °С. При какой температуре объем газа удвоится, если давление останется неизменным? Решение

25. Даны 8 л газа при -23 °С. При какой температуре объем газа станет равным 10 л, если давление останется неизменным? Решение

26. Даны 40 мл газа при 7 °С и 96 кПа. При каком давлении объем газа достигнет 60 мл, если температура возросла до 17 °С? Решение

27. В закрытом баллоне находится газ при температуре -3 °С под некоторым давлением. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление внутри баллона возросло на 20%? Решение

28. Даны 0,5 м 3 газа при 37 °С и 405,2 кПа. При каком давлении объем газа при 0 °С станет равным 1 м 3 ? Решение

Задачи 29-56

29. Вычислите массу измеренного при стандартных условиях 1 л следующих газов: а) водорода; б) кислорода; в) оксида углерода (IV); г) оксида углерода (II); д) фосгена COCl2; е) оксида азота (II). Решение

30. Вычислите массу воздуха в комнате размерами 6×8×4 м при 20 °C и 101,3 кПа. Решение

31. Произведение RT для стандартных условий равно 2476 Дж∙моль-1. Что означает эта величина? Решение

32. Вычислите массу 1 л следующих газов при 0 °C и 101,3 кПа: а) водорода; б) кислорода; в) оксида углерода (IV); г) оксида углерода (II); д) фосгена COCl2; е) оксида азота (IV). Решение

33. Вычислите массу 1 м 3 следующих газов при 0 °C и 101,3 кПа: а) оксида азота (I) N2O; б) дициана (CN)2; в) фторида кремния SiF4; г) диоксида серы SO2. Решение

34. Вычислите в миллиграммах массу 1 мл следующих газов при 0 °C и 101,3 кПа: а) метана; б) ацетилена; в) хлорида водорода; г) оксида хлора (I) Cl2O. Решение

35. Какой объем в литрах займут при нормальных условиях: а) 3,5 г азота; б) 640 г кислорода; в) 110 г оксида углерода (IV); г) 70 г оксида углерода (II)? Решение

36. Какой объем в кубических метрах займут при нормальных условиях: а) 1 т хлорида водорода; б) 1,5 т оксида азота (II); в) 220 кг оксида азота (I) N2O; г) 1 кг аргона? Решение

37. Какой объем в миллилитрах займут при нормальных условиях: а) 0,85 г аммиака; б) 1,4 г этилена C2H4; в) 128 мг иодида водорода; г) 17 мг фосфина PH3? Решение

38. Вычислите массу: а) 1 л водорода при 10 °C и 96 кПа; б) 8 л кислорода при -13 °C и 104 кПа; в) 224 л CO2 при 27 °C и 152 кПа; 1 м 3 CO при 7 °C и 50,65 кПа. Решение

39. В баллоне вместимостью 25 л находится при 15 °C водород под давлением 810,4 кПа. Вычислите массу водорода. Решение

40. Вычислите объем, занимаемый: а) 5,5 г CO2 при 11 °C и 102,6 кПа; б) 16 г SO2 при 22 °C и 99,3 кПа; в) 1 кг азота при -3 °C и 100 кПа; г) 1 г HCN при 20 °C и 100,6 кПа; д) 1 т водорода при 17 °C и 1013 кПа; е) 0,1 г хлора при 47 °C и 20,26 кПа. Решение

41. Баллон вместимостью 10 л содержит при 27 °C моль кислорода. Вычислите давление кислорода в баллоне. Решение

42. В закрытом баллоне вместимостью 40 л находится 77 г CO2. Манометр, присоединенный к баллону, показывает давление 106,6 кПа. Вычислите температуру газа. Решение

43. При каком давлении масса 1 л кислорода при 0 °C составит 1 г? Решение

44. До какой температуры должен быть нагрет азот, чтобы масса 1 л его составила 1 г? Решение

45. 0,111 г некоторого газа заняли 26 мл при 17 °C и 104 кПа. Вычислите молярную массу газа. Решение

46. В одном из двух закрытых баллонов находится кислород, а в другом — азот. Массы обоих газов одинаковы. Температура обоих газов 27 °С. В каком баллоне давление больше и во сколько раз? До какой температуры следует нагреть содержимое одного баллона, чтобы давление внутри него достигло давления в другом баллоне? Решение

47. В закрытом баллоне находится 160 г кислорода под давлением 121,6 кПа при 12 °С. Вычислите массу CO2 в объеме баллона, если газ находится под давлением 202,6 кПа и при 37 °С. Решение

48. Сколько литров кислорода при 21 °C и 104,5 кПа выделится при разложении 490 г KClO3? Решение

49. Сколько граммов кальция вступило в реакцию с водой, если объем выделившегося водорода при 25 °С и 99,3 кПа равен 480 л? Решение

50. При разложении 0,927 г азотсодержащего вещества образовалось 126 мл азота (при 27 °C и 98,64 кПа). Вычислите процентное содержание азота в веществе. Решение

51. Сколько литров водорода (при 12 °C и 102,6 кПа) выделится при взаимодействии 1 кг цинка с соляной кислотой? Решение

52. Горячий раствор KOH реагирует с хлором по уравнению

Сколько KOH потребуется для взаимодействия с 0,8 м 3 хлора (при 7 °C и 98,64 кПа)? Сколько килограммов KClO3 образуется при этом? Решение

53. Диоксид марганца теряет при прокаливании кислород, образуя Mn3O4. Какой объем кислорода (при 32 °C и 111,4 кПа) выделится из 0,5 кг MnO2? Решение

54. Сколько кубических метров водяного газа (H2+CO) теоретически может быть получено при 127 °C и 81,04 кПа из 1 т угля, содержащего 4% посторонних примесей? Решение

55. 1 г сплава магния с алюминием выделил из соляной кислоты 1,27 л водорода (при 25 °С и 100 кПа). Вычислите процентный состав сплава. Решение

56. Из 3 г смеси CaCO3 и MgCO3 получено 760 мл CO2 (при 20 °С и 99,7 кПа). Вычислите количественное соотношение CaCO3 и MgCO3. Решение

Источник

Под каким давлением находится кислород если емкость сосуда 5 л

§5.6. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Связь между числом молей газа, его температурой, объемом и давлением.

Газы нередко бывают реагентами и продуктами в химических реакциях. Не всегда удается заставить их реагировать между собой при нормальных условиях. Поэтому нужно научиться определять число молей газов в условиях, отличных от нормальных.

Для этого используют уравнение состояния идеального газа (его также называют уравнением Клапейрона-Менделеева):

где n — число молей газа;

P — давление газа (например, в атм ;

V — объем газа (в литрах);

T — температура газа (в кельвинах);

R — газовая постоянная (0,0821 л· атм /моль·K).

Например, в колбе объемом 2,6 л находится кислород при давлении 2,3 атм и температуре 26 о С. Вопрос: сколько молей O 2 содержится в колбе?

Из газового закона найдем искомое число молей n :

Не следует забывать преобразовывать температуру из градусов Цельсия в кельвины: (273 о С + 26 о С) = 299 K. Вообще говоря, чтобы не ошибиться в подобных вычислениях, нужно внимательно следить за размерностью величин, подставляемых в уравнение Клапейрона-Менделеева. Если давление дается в мм ртутного столба, то нужно перевести его в атмосферы, исходя из соотношения: 1 атм = 760 мм рт. ст. Давление, заданное в паскалях (Па), также можно перевести в атмосферы, исходя из того, что 101325 Па = 1 атм .

** Можно проводить вычисления и в системе СИ, где объем измеряется в м 3 , а давление — в Па. Тогда используется значение газовой постоянной для системы СИ: R = 8,314 Дж/K·моль. В этом параграфе мы будем использовать объем в литрах и давление в атм.

Решим такую задачу: некоторое количество газа гелия при 78 о С и давлении 45,6 атм занимает объем 16,5 л. Каков объем этого газа при нормальных условиях? Сколько это молей гелия? Можно, конечно, просто подставить данные нам значения в уравнение Клапейрона-Менделеева и сразу вычислить число молей n. Но что делать, если на экзамене вы забыли точное значение газовой постоянной R?

Газовую постоянную не нужно запоминать — ее можно легко вычислить в любой момент. Действительно, 1 моль газа при нормальных условиях (1 атм и 273 К) занимает объем 22,4 л. Тогда:

Другой способ заключается в том, чтобы заставить газовую постоянную R сократиться. Снова вспомним, что нормальные условия — это давление 1 атм и температура 0 о С (273 K). Запишем все, что нам известно про исходные (в задаче) и конечные (при н.у.) значения P, V и T для нашего газа:

Исходные значения: P 1 = 45,6 атм, V 1 = 16,5 л, T 1 = 351 K;

Конечные значения: P 2 = 1 атм, V 2 = ? T 2 = 273 K.

Очевидно, что уравнение Клапейрона-Менделеева одинаково справедливо как для начального состояния газа, так и для конечного:

Если теперь почленно разделить верхнее уравнение на нижнее, то при неизменном числе молей n мы получаем:

После подстановки всех известных нам значений получим объем газа при н.у.

V 2 = 45,6·16,5·273 / 351 = 585 л

Итак, объем гелия при н.у. составит 585 л. Поделив это число на молярный объем газа при н.у. (22,4 л/моль) найдем число молей гелия: 585/22,4 = 26,1 моль.

Некоторых из вас, возможно, интересует вопрос, каким образом удалось определить постоянную Авогадро N A = 6,02·10 23 ? Действительно, ранее мы получили близкое значение 6·10 23 исходя из массы протона и нейтрона 1,67·10 24 г. Но в 1811 году, когда Амедео Авогадро высказал свою гипотезу, ничего не было известно не только о массе протона или нейтрона, но и о самом существовании этих частиц!

Значение числа Авогадро было экспериментально установлено только в конце XIX — начале XX века. Опишем один из таких экспериментов.

В откачанный до глубокого вакуума сосуд объемом V = 30 мл поместили навеску элемента радия массой 0,5 г и выдержали там в течение одного года. Было известно, что за секунду 1 г радия испускает 3,7·10 10 альфа-частиц. Эти частицы представляют собой ядра гелия, которые тут же принимают электроны из стенок сосуда и превращаются в атомы гелия. За год давление в сосуде выросло до 7,95·10 -4 атм (при температуре 27 о С). Изменением массы радия за год можно пренебречь. Итак, чему равна N A ?

Сначала найдем, сколько альфа-частиц (то есть атомов гелия) образовалось за один год. Обозначим это число как N атомов:

N = 3,7·10 10 · 0,5 г · 60 сек · 60 мин · 24 час · 365 дней = 5,83·10 17 атомов.

Запишем уравнение Клапейрона-Менделеева PV = nRT и заметим, что число молей гелия n = N/N A . Отсюда:

В начале XX века этот способ определения постоянной Авогадро был самым точным. Но почему так долго (в течение года) длился эксперимент? Дело в том, что радий добывается очень трудно. При его малом количестве (0,5 г) радиоактивный распад этого элемента дает очень мало гелия. А чем меньше газа в замкнутом сосуде, тем меньшее он создаст давление и тем большей будет ошибка измерения. Понятно, что ощутимое количество гелия может образоваться из радия только за достаточно долгое время.

О других подходах к экспериментальному определению постоянной Авогадро можно прочитать в задаче к этому параграфу.

5.26. В стальном баллоне объемом 40 л находится водород под давлением 60 атм и температуре 25 о С. Сколько молей водорода в баллоне? Сколько граммов? Какой объем займет водород из баллона при н.у.?

5.27. В замкнутом сосуде объемом 1 л, из которого откачан воздух, нагрели образец известняка CaCO 3 , который разлагается по уравнению: CaCO 3 = CO 2 + CaO. После того, как сосуд остыл до 20 о С, давление в нем составило 2,4 атм . Какова была масса образца CaCO 3 , если он разложился полностью? Объемом твердых веществ в сосуде можно пренебречь.

5.28. В химической реакции, проводимой в замкнутом сосуде, из которого откачан воздух, должно образоваться 2,24 л кислорода (н.у.). Каким нужно выбрать объем сосуда, чтобы при температуре 30 о С давление в нем не превысило 2 атм?

** 5.29. Различными экспериментальными методами найдено среднее значение для радиуса атома алюминия r = 1,43·10 -8 см. Плотность металлического алюминия d = 2,7 г/см 3 , атомная масса А = 27. На основании этих данных оцените порядок величины постоянной Авогадро N A .

Подсказка: атомный объем (объем одного грамм-атома) алюминия V = А/d, и в нем содержится N A атомов алюминия.

Источник

Источник