Какое число молекул содержится в газообразном веществе

Какое число молекул содержится в газообразном веществе thumbnail

В сентябре, когда я начинаю работать с новыми учениками, всегда волнуюсь. Первые занятия – самые важные, поскольку происходит построение “призмы”, через которую я буду передавать знания и опыт, а ученик – воспринимать информацию и учиться работать с ней.

Я преподаю химию как точный предмет, в основе которого лежит строгая математическая логика. Я учу строить систему в любой поступающей информации, видеть главные узлы системы и связи между ними. Только так можно изучить такой сложный предмет, каким является химия. Ребята учатся грамотно учиться, затем свои знания и опыт работы они переносят в высшую школу, изучая более сложные медицинские предметы.

Не все проходит гладко. Накопление информации и опыта всегда индивидуально и связано с формированием сложной системы условных рефлексов. Но даже в самых тяжелых и запущенных случаях я не опускаю руки, использую современные технологии нейрофизиологии для ускорения процесса образования и повышения его качества.

Вспоминаю 2008 год. Это был последний год без ЕГЭ. Тяжелые задания на письменных вступительных экзаменах подразумевали серьезную подготовку, особенно по решению сложных задач. В тот год у меня были очень сильные ученики. Все как на подбор, быстро схватывали материал, набирались опыта и решали сложные задачи. И только Дима резко отставал от всех остальных. На занятиях он работал отлично, но как только покидал стены кабинета, весь изученный материал и накопленный опыт исчезали бесследно. На следующем занятии приходилось начинать все с начала. Так продолжалось несколько месяцев. Я понимала, что это не вина, а беда мальчика, а ключ к решению проблемы спрятан в индивидуальных особенностях физиологии высшей нервной деятельности. Пришлось обратиться за советом к своим бывшим ученикам, профессиональным нейрофизиологам. Как решилась проблема Димы и кем он стал теперь, я расскажу позже. А мы продолжим изучать химию. Тема сегодняшней статьи – количество вещества (моль).

Количество вещества (моль)

Количество вещества (моль) – важная расчетная величина в химии. Это именно тот золотой ключик, которым открывают любую, даже самую потайную дверь химической задачи. Термины “моль” и “молекула” – однокоренные, они произошли от латинского слова “moles”. В XVII в. появился термин “молекула” (“маленькая масса”). Понятие “моль” (“большая масса”, “порция”) появилось в начале XX века. Автор термина “моль” – немецкий химик и физик Вильгельм Оствальд.

Количество вещества определяется числом частиц, из которых состоит данное вещество (атомов, молекул, ионов), и обозначается греческой буквой “ню”. Для характеристики количества вещества в химии используют особую единицу измерения – моль.

Моль – это количество вещества, которое содержит столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько атомов углерода содержится в 12 г изотопа углерода 12С. Экспериментально установлено, что один моль любого вещества содержит число Авогадро структурных единиц. В настоящее время известно более 60 независимых экспериментальных методов определения значения числа Авогадро.

Молярная масса – это масса 1 моля вещества, то есть отношение массы вещества к его количеству, выраженное в г/моль.

Абсолютная масса одной молекулы (атома) определяется делением молярной массы на число Авогадро

Итак, мы освоили первые математические формулы для химических расчетов. Попробуем закрепить наши знания и умение пользоваться этими формулами на решении простейших задач по химии.

Задача 1

Определите массу карбоната натрия и воды, которые содержатся в 0,8 моль кристаллической соды

Задача 2

Вычислите абсолютную массу одной молекулы углекислого газа в граммах

Задача 3

Образец вещества, массой 5,6 г содержит десятую часть числа Авогадро молекул. Определите молярную массу вещества

Задача 4

Эквимолярная смесь оксида фосфора (V) и диоксида кремния имеет массу 60,6 г. Определите массу оксида фосфора (V)

Вот мы и освоили первые, самые важные расчетные величины и поучились с ними работать. Но это еще не все. С количеством вещества можно вытворять такие замечательные трюки, которые вы даже представить не можете! Об этом скоро в следующих статьях.

А теперь о Диме и его проблеме с изучением химии. Тайна лежала в индивидуальных особенностях бета-тета активности головного мозга. Мои бывшие ученики, а теперь – ведущие нейрофизиологи МГУ работают с ритмами мозга. Они определили, что бета-тета ритмы мозга находится под влиянием гиппокампа, который играет ключевую роль в ускоренной переработке информации и активации долговременной памяти. Стимуляция бета-тета волновой активности способствует изучению иностранных языков, усвоению новых терминов, более быстрому и конструктивному получению фундаментальных знаний. Дима прошел курс БОС терапии по стимуляции мозговой активности в одной из лабораторий МГУ. Уже через месяц он не только достиг уровня своих товарищей, но и даже превзошел их. Как показали исследования, после трех часов решения задач по химии также происходил невероятный всплеск бета-тета волн, а через три месяца регулярных занятий формировался высокий уровень бета-тета потенциала! Дима блестяще сдал вступительные экзамены и в 2008 году поступил в РГМУ им. Н.И.Пирогова (РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Сегодня Дима работает врачом-педиатром в одной из центральных клиник Москвы.

Читайте также:  В каких клетках содержится больше углеродов

Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Звоните мне +7(903) 186-74-55. Приходите ко мне на курс, на Мастер-классы “Решение задач по химии” – и вы сдадите ЕГЭ с высочайшими баллами, и станете студентом престижного ВУЗа!

PS! Если вы не можете со мной связаться из-за большого количества звонков от моих читателей, пишите мне в личку ВКонтакте, или на Facebook. Я обязательно отвечу вам.

Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова

Источник

Ìîëü — êîëè÷åñòâî âåùåñòâà, ìàññà êîòîðîãî, âûðàæåííàÿ â ãðàììàõ, ÷èñëåííî ðàâíà îòíîñèòåëüíîé àòîìíîé (ìîëåêóëÿðíîé) ìàññå.

Ìîëü — åäèíèöà êîëè÷åñòâà âåùåñòâà â ÑÈ (îäíà èç îñíîâíûõ åäèíèö ÑÈ).

 1 ìîëå ñîäåðæèòñÿ ñòîëüêî ìîëåêóë (àòîìîâ èëè äðóãèõ ÷àñòèö âåùåñòâà), ñêîëüêî àòîìîâ ñîäåðæèòñÿ â 0,012 êã íóêëèäà óãëåðîäà 12Ñ ñ àòîìíîé ìàññîé 12.

Èç ýòîãî îïðåäåëåíèÿ ñëåäóåò, ÷òî â îäíîì ìîëå ëþáîãî âåùåñòâà ñîäåðæèòñÿ îäíî è òî æå ÷èñëî àòîìîâ èëè ìîëåêóë.

×èñëî ýòî íàçûâàåòñÿ ïîñòîÿííîé Àâîãàäðî è îáîçíà÷àåòñÿ NA:

NA = 6,022054(32) · 1023 ìîëü1.

Ïîñòîÿííàÿ Àâîãàäðî (÷èñëî Àâîãàäðî) — ýòî ÷èñëî àòîìîâ (ìîëåêóë, èëè äðóãèõ ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ âåùåñòâà), ñîäåðæàùèõñÿ â 1 ìîëå.

Ïîñòîÿííàÿ Àâîãàäðî — îäíà èç ôóíäàìåíòàëüíûõ ôèçè÷åñêèõ êîíñòàíò. Îíà âõîäèò â íåêîòîðûå äðóãèå ïîñòîÿííûå, íàïðèìåð, â ïîñòîÿííóþ Áîëüöìàíà.

Êîëè÷åñòâî âåùåñòâà.

Êîëè÷åñòâî âåùåñòâà — ýòî ÷èñëî ÷àñòèö âåùåñòâà (àòîìîâ, ìîëåêóë), âûðàæåííîå â ìîëÿõ. Ó÷èòûâàÿ îïðåäåëåíèå ìîëÿ è ÷èñëà Àâîãàäðî, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî êîëè÷åñòâî âåùåñòâà v ðàâíî îòíîøåíèþ ÷èñëà ìîëåêóë N â äàííîì òåëå ê ïîñòîÿííîé Àâîãàäðî NA, ò.å. ê ÷èñëó ìîëåêóë â 1 ìîëå âåùåñòâà:

.

  

Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå

Ðåøåíèå çàäà÷ ïî ôèçèêå, ïîäãîòîâêà ê ÝÃÅ è ÃÈÀ, ìåõàíèêà òåðìîäèíàìèêà è äð.
Êàëüêóëÿòîðû ïî ôèçèêå
  

Âåùåñòâî. Õàðàêòåðèñòèêè âåùåñòâ.

Ìàãíèòíûå, ôèçè÷åñêèå, õèìè÷åñêèå ñâîéñòâà æèäêèõ, òâåðäûõ, ãàçîîáðàçíûõ âåùåñòâ, ñòðîåíèå âåùåñòâ
Âåùåñòâî. Õàðàêòåðèñòèêè âåùåñòâ.
  

Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà

Êèïåíèå, èñïàðåíèå, êîíäåíñàöèÿ, ïëàâëåíèå, êðèñòàëèçàöèÿ æèäêîñòè, âëàæíîñòü, àòîìíàÿ ìàññà, îñíîâû ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè
Ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà
  

Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ

Îñíîâíàÿ èíôîðìàöèÿ ïî êóðñó ôèçèêè äëÿ îáó÷åíèÿ è ïîäãîòîâêè â ýêçàìåíàì, ÃÂÝ, ÅÃÝ, ÎÃÝ, ÃÈÀ
Ôèçèêà 7,8,9,10,11 êëàññ, ÅÃÝ, ÃÈÀ

Источник

Урок посвящен изучению закона Авогадро, который применятся только для газообразных веществ и позволяет сравнивать число молекул в порциях газообразных веществ. Вы узнаете, как на основании данного закона можно сделать вывод о составе молекул газа, познакомитесь с моделями молекул некоторых веществ.

I. Особенности строения веществ в различных агрегатных состояниях

В твер­дых телах, по срав­не­нию с жид­ко­стя­ми и тем более га­за­ми, ча­сти­цы ве­ще­ства на­хо­дят­ся в тес­ной вза­и­мо­свя­зи, на неболь­ших рас­сто­я­ни­ях. В га­зо­об­раз­ных же ве­ще­ствах рас­сто­я­ния между мо­ле­ку­ла­ми на­столь­ко ве­ли­ки, что прак­ти­че­ски ис­клю­ча­ет вза­и­мо­дей­ствие между ними.

При от­сут­ствии вза­и­мо­дей­ствия между мо­ле­ку­ла­ми их ин­ди­ви­ду­аль­ность не про­яв­ля­ет­ся. Зна­чит, можно счи­тать, что между мо­ле­ку­ла­ми в любых газах рас­сто­я­ния оди­на­ко­вые. Но при усло­вии, что эти газы на­хо­дят­ся в оди­на­ко­вых усло­ви­ях – при оди­на­ко­вых дав­ле­нии и тем­пе­ра­ту­ре.

 II. Предположение Авогадро

Раз рас­сто­я­ния между мо­ле­ку­ла­ми газов равны, зна­чит, рав­ные объ­е­мы газов со­дер­жат рав­ное число мо­ле­кул. Такое пред­по­ло­же­ние вы­ска­зал в 1811 г. ита­льян­ский уче­ныйАме­део Аво­га­д­ро.Впо­след­ствии его пред­по­ло­же­ние было до­ка­за­но и на­зва­но за­ко­ном Аво­га­д­ро.

 

III. Модели молекул некоторых газообразных веществ

Свою ги­по­те­зу Аво­га­д­ро ис­поль­зо­вал для объ­яс­не­ния ре­зуль­та­тов опы­тов с га­зо­об­раз­ны­ми ве­ще­ства­ми. В про­цес­се рас­суж­де­ний он смог сде­лать важ­ные вы­во­ды о со­ста­ве мо­ле­кул неко­то­рых ве­ществ.

Читайте также:  Какие витамины и минералы содержатся в гречке

Рас­смот­рим ре­зуль­та­ты экс­пе­ри­мен­тов, на ос­но­ва­нии ко­то­рых Аво­га­д­ро смог смо­де­ли­ро­вать мо­ле­ку­лы неко­то­рых ве­ществ.

Вы уже зна­е­те, что при про­пус­ка­нии через воду элек­три­че­ско­го тока, вода раз­ла­га­ет­ся на два га­зо­об­раз­ных ве­ще­ства  – во­до­род и кис­ло­род.

Опыт по раз­ло­же­нию воды про­ве­дем в элек­тро­ли­зе­ре. При про­пус­ка­нии элек­три­че­ско­го тока через воду на элек­тро­дах нач­нут вы­де­лять­ся газы, ко­то­рые вы­тес­нят воду из про­би­рок. Газы по­лу­чат­ся чи­сты­ми, по­то­му что воз­ду­ха в про­бир­ках, за­пол­нен­ных водой, нет. При­чем объем вы­де­лив­ше­го­ся во­до­ро­да будет в 2 раза боль­ше, чем объем вы­де­лив­ше­го­ся кис­ло­ро­да.

Какой вывод сде­лал из этого Аво­га­д­ро? Если объем во­до­ро­да в два раза боль­ше объ­е­ма кис­ло­ро­да, зна­чит, мо­ле­кул во­до­ро­да об­ра­зо­ва­лось тоже в 2 раза боль­ше. Сле­до­ва­тель­но, в мо­ле­ку­ле воды на два атома во­до­ро­да при­хо­дит­ся один атом кис­ло­ро­да.

Рас­смот­рим ре­зуль­та­ты дру­гих опы­тов, ко­то­рые поз­во­ля­ют сде­лать пред­по­ло­же­ние о стро­е­нии мо­ле­кул ве­ществ. Из­вест­но, что при раз­ло­же­нии 2 л ам­ми­а­ка об­ра­зу­ет­ся 1 л азота и 3 л во­до­ро­да (Рис. 2).

От­сю­да можно сде­лать вывод, что в мо­ле­ку­ле ам­ми­а­ка на один атом азота при­хо­дит­ся три атома во­до­ро­да. Но по­че­му тогда для ре­ак­ции по­тре­бо­ва­лось не 1л ам­ми­а­ка, а 2л?

Если вос­поль­зо­вать­ся мо­де­ля­ми мо­ле­кул во­до­ро­да и ам­ми­а­ка, ко­то­рые пред­ло­жил Д. Даль­тон, то по­лу­чил ре­зуль­тат, про­ти­во­ре­ча­щий экс­пе­ри­мен­ту, т.к. из 1 атома азота и трех ато­мов во­до­ро­да по­лу­чит­ся толь­ко 1 мо­ле­ку­ла ам­ми­а­ка. Таким об­ра­зом, по за­ко­ну Аво­га­д­ро объем раз­ло­жив­ше­го­ся ам­ми­а­ка в этом слу­чае будет равен 1 л.

Если же пред­по­ло­жить, что каж­дая мо­ле­ку­ла во­до­ро­да и азота со­сто­ит из двух ато­мов, то у мо­де­ли не будет про­ти­во­ре­чия с экс­пе­ри­мен­таль­ным ре­зуль­та­том. В этом слу­чае  одна мо­ле­ку­ла азота и три мо­ле­ку­лы во­до­ро­да об­ра­зу­ют­ся из двух мо­ле­кул ам­ми­а­ка.

Рас­смот­рим ре­зуль­та­ты еще од­но­го опыта. Из­вест­но, что при вза­и­мо­дей­ствии 1 л кис­ло­ро­да с 2 л во­до­ро­да об­ра­зо­ва­лось 2 л паров воды (т.к. ре­ак­цию про­во­дят при тем­пе­ра­ту­ре боль­ше 100 С). Какой вывод можно сде­лать о со­ста­ве мо­ле­кул кис­ло­ро­да, во­до­ро­да и воды?Такое со­от­но­ше­ние можно объ­яс­нить, если пред­по­ло­жить, что мо­ле­ку­лы во­до­ро­да и кис­ло­ро­да со­сто­ят из двух ато­мов:

Из двух мо­ле­кул во­до­ро­да и 1 мо­ле­ку­лы кис­ло­ро­да об­ра­зу­ет­ся 2 мо­ле­ку­лы воды.

IV. Закон Авогадро и его следствия

В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. 

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 – это постоянная величина для веществ – газов при нормальных условиях (н.у.):

Vm = 22,4 л/моль

н.у.  – это

p = 1амт (101325 Па)

t = 0 ˚C (273 К)

Взаимосвязь молярной массы, молярного объёма, числа Авогадро и количества вещества:

υ = V / Vm = N / Na = m / M

M = ρVm

V. Решение задач

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

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

Найти:

V – ?

Задачи для самостоятельного решения

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

Решение:

ν (Н2) = V(N2 ) / Vm = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль

Ответ: ν (Н2) = 1,5 моль

Найти:

ν – ?

Задачи для самостоятельного решения

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

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

Найти:

 V – ?

Читайте также:  В каком нормативном документе содержаться требования к содержанию искового за

Задачи для самостоятельного решения

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 объеме 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

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

Найти:

 V – ?

Задачи для самостоятельного решения

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.?

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)

Источник

Для того, чтобы узнать состав любых газообразных веществ необходимо уметь оперировать такими понятиями, как молярный объем, молярная масса и плотность вещества. В данной статье рассмотрим, что такое молярный объем, и как его вычислить?

Какое число молекул содержится в газообразном веществе

Количество вещества

Количественные расчеты проводят с целью, чтобы в реальности осуществить тот или иной процесс или узнать состав и строение определенного вещества. Эти расчеты неудобно производить с абсолютными значениями массы атомов или молекул из-за того, что они очень малы. Относительные атомные массы также в большинстве случаев невозможно использовать, так как они не связаны с общепринятыми мерами массы или объема вещества. Поэтому введено понятие количество вещества, которое обозначается греческой буквой v (ню) или n. Количество вещества пропорционально числу содержащихся в веществе структурных единиц (молекул, атомных частиц).

Единицей количества вещества является моль.

моль – это такое количество вещества, которое содержит столько же структурных единиц, сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода.

Масса 1 атома равна 12 а. е. м., поэтому число атомов в 12 г изотопа углерода равно:

Na= 12г/12*1,66057*10в степени-24г=6,0221*10 в степени 23

Физическая величина Na называется постоянной Авогадро. Один моль любого вещества содержит 6,02*10 в степени 23 частиц.

Закон Авогадро

Рис. 1. Закон Авогадро.

Молярный объем газа

Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества. Эту величину вычисляют при делении молярной массы вещества на его плотность по следующей формуле:

Vm=M/p,

где Vm – молярный объем, М – молярная масса, а p – плотность вещества.

Какое число молекул содержится в газообразном веществе

Рис. 2. Молярный объем формула.

В международной системе Си измерение молярного объема газообразных веществ осуществляется в кубических метрах на моль (м3 /моль)

Молярный объем газообразных веществ отличается от веществ, находящихся в жидком и твердом состоянии тем, что газообразный элемент количеством 1 моль всегда занимает одинаковый объем (если соблюдены одинаковые параметры).

Объем газа зависит от температуры и давления, поэтому при расчетах следует брать объем газа при нормальных условиях. Нормальными условиями считается температура 0 градусов и давление 101,325 кПа. Молярный объем 1 моля газа при нормальных условиях всегда одинаков и равен 22,41 дм3 /моль. Этот объем называется молярным объемом идеального газа. То есть, в 1 моле любого газа (кислород, водород, воздух) объем равен 22,41 дм3 /м.

Молярный объем газа при нормальных условиях

Рис. 3. Молярный объем газа при нормальных условиях.

Таблица «молярный объем газов»

В следующей таблице представлен объем некоторых газов:

Газ Молярный объем, л
H2 22,432
O2 22,391
Cl222,022
CO2 22,263
NH3 22,065
SO2 21,888
Идеальный22,41383

Что мы узнали?

Молярный объем газа, изучаемый по химии (8 класс) наряду с молярной массой и плотностью являются необходимыми величинами для определения состава того или иного химического вещества. Особенностью молярного газа является то, что в одном моле газа всегда содержится одинаковый объем. Этот объем называется молярным объемом газа.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

    

  • Настя Бабич

    5/5

  • Александр Котков

    5/5

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3. Всего получено оценок: 242.

Источник