Рудничный газ или метан (CH4). Рассчитайте объем, массу и число частиц, если количество вещества равна 3 моль.
Решение задачи
Объем метана (CH4) найдем по формуле, устанавливающей связь между объемом и химическим количеством вещества:
Получаем:
V (CH4) = 3 моль ⋅ 22,4 л/моль = 67,2 (л).
Массу метана (CH4) найдем по формуле, устанавливающей связь между массой и химическим количеством вещества:
Используя таблицу Менделеева, рассчитаем молярную массу метана (CH4):
M (CH4) = 12 + 4⋅1 = 16 (г/моль).
Получаем:
m (CH4) = 3 моль ⋅ 16 г/моль = 48 (г).
Число частиц найдем по формуле, устанавливающей связь между числом частиц и химическим количеством вещества:
Постоянная Авогадро (NА) указывает число структурных единиц в одном моле вещества:
Получаем:
N (CH4) = 3 моль ⋅ 6,02 ⋅ 1023 моль-1 = 18,06 ⋅ 1023.
Ответ:
объем метана равен 67,2 литра;
масса метана равна 48 грамм;
число частиц метана равно 18,06 ⋅ 1023.
Ответ:
4,48 литра.
Объяснение:
Найдем молярную массу метана:
M(CH₄) = 12 + 4 = 16 г/моль
Найдем химическое количество вещества в заданной массе
3,2 г метана составляют 0,2 моль. По закону Авогадро 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.
V(CH₄) = n*Va = 0,2 моль * 22,4 л/моль = 4,48 л.
Молярный объём
Vm
— это отношение объёма данной порции вещества к его количеству.
Численно молярный объём равен объёму (1) моль вещества.
Обрати внимание!
Молярный объём любого газа при нормальных условиях (давлении (101,3) кПа и температуре (0) °С) равен (22,4) дм³/моль.
Вычисление объёма газа по его количеству
Преобразуем формулу молярного объёма — выразим из неё
V
:
— объём газа равен произведению его количества на молярный объём.
Пример:
вычисли объём (н. у.) метана количеством (1,5) моль.
дм³.
Вычисление количества газа по его объёму
Выразим из формулы молярного объёма
n
:
— количество газа можно вычислить, если его объём разделить на молярный объём.
Пример:
вычисли количество водорода, соответствующее при н. у. его объёму (11,2) дм³.
моль.
Вычисление массы и объема газов
Если в условиях задачи указаны вещества в газообразном состоянии, то при вычислениях необходимо использовать газовые законы, связывающие количества и массы веществ с их объемами.
Задача 1. Вычислить объем диоксида углерода при н.у., взятого количеством
вещества 3 моль.
Задача 2. Вычислить массу этилена (C2H4), занимающего при н.у. объем 28 л.
Задача 3. Вычислить объемную долю метана в смеси, состоящей из 30 л
метана, 5 л этана и 2 л водорода. Объемы газов измерены при одинаковых
условиях.
Часто допускается ошибка, когда при проведении расчётов отождествляются величины массовых и объёмных долей вещества.
Чтобы показать ошибочность таких представлений, рассмотрим решение задачи, в которой расчёт объемов газов связан с вычислениями их масс.
Задача 4. Имеется газовая смесь, массовые доли газа в которой равны (%): метана – 65, водорода – 35. Определите объемные доли газов в этой смеси.
Таким образом, числовые значения массовых и объемных долей не совпадают.
ЕШ
Елена Шевцова(Бурмистрова)
Такая легкая задача.
Сначала узнаем массу 1 моль метана, формула CH4. С помощью таблицы Менделеева находим массы C=12 г, H=1, итого 12+(4*1)=16г. 1 моль любого газа (н. у) равен 22,4 литра.
Составляем пропорции: 16 г : 22.4 л = 80 г : x л.
Дальше совсем легко.