Какое количество вещества содержится в водороде объемом 5 м3 при нормальных условиях
Anastasia Oshepkova · 19 октября 2018
1,4 K
Книги, звери и еда — это хобби навсегда.
Закон Менделеева-Клапейрона p*V=n*R*T, где p=4 атм=4*1.013*10^5 Па=4.052*10^5 Па-давление, V-объем газа, n-количество вещества, R= 8,3 Дж/(моль*К) -газовая постоянная, T=27°С=300°K-температура. Молекулярный вес водорода равен 2, следовательно, масса одного моля μ=2 г, поэтому n=m/μ=2000/2=1000 моль. Теперь можно найти объем:
V=n*R*T/p=1000*8.3*300/(4.052*10^5)=6.15 м^3.
Какой объем баллона требуется для размещения 45 кг кислорода при температуре 27 градусов цельсия и давлением 120?
Книги, звери и еда — это хобби навсегда.
Количество вещества в 45 кг кислорода составляет n=m/μ=45/32=1406 моль=1.406 кмоль, где m-масса кислорода, μ-молярная масса кислорода. При нормальных условиях такое количество газа будет занимать объем V0=22.4*M=22.4*1.406=31.5 м^3, где 22.4 м^3- объем одного кмоль газа при н.у. Из уравнения Менделеева-Клапейрона p*V/T= const, где p-давление, V-объем, Т-температура. Тогда V1=(р0*V0/T0)*(T1/p1), где p0=1.01* 10^5 Па-давление при н.у., Т0=273°К-температура при н.у., T1=27°C=300°K — заданная температура, p=120 кг/см^2 = 1.2*10^6 Па-заданное давление. Подставляя значения, получим:
V1=(1.01* 10^5*31.5/273)*(300/1.2*10^6)=2.91 м^3.
Какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа?
бегаю марафоны, люблю Таню
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории (МКТ) идеального газа:
p=1/3 * m0 * n * υ²
Концентрацию молекул газа n находят как отношение числа молекул N к объему газа V:
n = N/V
Тогда имеем:
p=m0 *N * υ²/3V
Произведение массы одной молекулы m0 на количество молекул N по смыслу есть масса газа m, поэтому:
p=m * υ²/3V
Подставив в эту формулу исходные данные, можно вычислить какое давление на стенки сосуда производят молекулы газа.
Прочитать ещё 1 ответ
Если на планету, атмосфера которой состоит из водорода, гелия и кислорода в равных степенях, попадёт горящий объект, то планета начнёт гореть?
Да, начнёт. Недолгое, правда, время. Кислород с водородом образует взрывную смесь, а гелий здесь будет просто мешаться, т.к. химически инертный. Но взрыв будет не моментальным — планета всё же не кабинет химии, взрыв будет дольше. Так, знаете — как цунами движутся. Если словами объяснить проще… с космоса это будет святящийся растущий блинчик. Если планета достаточно большая — чуть позже начнёт расти дырочка по середине этого блинчика и будет растущая бараночка. Из видеоматериалов разве что это видео пришло на ум — хоть это и будет выглядеть иначе. В тот день погода будет жарче, да и давление подскачет. Вымрет всё живое, если оно есть на планете.
Если я правильно понимаю, в уме вы имели ввиду пропорции по объёму газов. В таком случае среагирует ровно половина объёма газов. В итоге будут пары воды, тот же гелий и кислород (половина от изначальной доли в атмосфере).
Ещё могут быть уточнения, например, в зависимости от того, что находится под атмосферой. Какой состав твёрдой части, может даже у такой планеты есть какой океан. И каковы её размеры. Всё такое.
Термоядерной реакции не будет, планета по определению недостаточно массивное небесное тело для её начала.
Я был бы безумно раз узнать (не на личном опыте), какой будет звук от этой вспышки. Это будет явно не скромное *ЧПОК* или *ХЛЮП*.
Что до «Кислород опустится вниз атмосферы, водород будет наверху.» — газы всё же довольно хаотичные, и не будет чёткой грани между газами. И для планет с атмосферой свойственна конвекция газов (например, ветра). Да, водорода будет больше в верхних слоях, но горение происходить всё же будет.
И, пожалуйста, поосторожней с такими вещами. Межпланетный вандализм — это нехорошо. Из-за таких негодяев во вселенной и нет таких планет — все погорели уже.
Прочитать ещё 1 ответ
Сколько весит водород, наполняющий аэростат объемом 1500 м3?
Надо понимать, что масса — это, отнюдь, не вес. И большая беда всего Человечества, что вес водорода определяется не непосредственно взвешиваем, а через плотность. И именно потому, что «чистый вес водорода при нормальный условиях, о котором нигде не найти информации, на самом деле ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ. Его молекулы — это природные гравилеты…, при помощи которых можно летать в космос без ракет.
Прочитать ещё 1 ответ
Газ сжат от объема 10 литров до объема 15 л.Давление при этом возросло на 6 кПа.Каково было начальное давление?
Вероятно, в Вашей задаче есть опечатка (потому что нельзя сжать газ из меньшего объема в больший, да еще и увеличить при этом давление). Примем , что значения объема перепутаны. Тогда для решения задачи «Газ сжат от объема 15 литров до объема 10 литров. Давление при этом возросло на 6кПа. Каково было начальное давление» обратимся к закону Бойля-Мариотта (для газа с неизменными массой и температурой произведение давления и объема также постоянны, т.е. p*V=const).
Запишем данные:
delta(p)=6кПа=6*10^3 Па
V1=15л
V2=10л
p1=?
Тогда:
p1*V1=p2*V2
delta(p)=p2-p1
p2=p1+delta(p)
p1*V1=(p1+delta(p))*V2
p1*V1=p1*V2+delta(p)*V2
p1*(V1-V2)=delta(p)*V2
p1=(delta(p)*V2)/(V1-V2)
p1=((6*10^3Па)*10л)/(15л-10л)
p1=12*10^3Па
Ответ: начальное давление равно 12кПа
Задача № 1
Какова молярная (килломолярная, миллимолярная) масса водорода?
Ответ:
Задача № 2
Сколько молекул водорода содержится в 1моль водорода, в 1кмоль, в 1ммоль?
Ответ:
Задача № 3
Какой объем займут при нормальных условиях 3г водорода?
Ответ:
Задача № 4
Сколько будут весить 12 * 1020 молекул водорода, 12 * 1023 молекул,
12 * 1026 молекул?
Ответ:
Задача № 5
Какой объем займут 12 * 1020 молекул водорода, 12 * 1023 молекул,
12 * 1026 молекул?
Ответ:
Задача № 6
Какова молярная (киломолярная, миллимолярная) масса кислорода?
Ответ:
Задача № 7
Сколько молекул кислорода содержится в 2 моль вещества, в 2 кмоль, в 2 ммоль?
Ответ:
Задача № 8
Какой объем займут при н. у. 16г кислорода?
Ответ:
Задача № 9
Какую массу будут иметь 9*1020 молекул кислорода (9*1023, 9*1026 молекул)?
Ответ:
Задача № 10
Какой объем займут 9*1020 молекул кислорода (9*1023, 9*1026 молекул)?
Ответ:
Задача № 11
Какова миллимолярная, молярная, киломолярная масса озона?
Ответ:
Задача № 12
Сколько молекул озона содержится в 3 моль его (в 3 ммоль, в 3 кмоль)?
Ответ:
Задача № 13
Какой объем займут при н.у. 48 г озона?
Ответ:
Задача № 14
Какую массу будут иметь 3*1023 молекул, 3*1020 молекул, 3*1026 молекул озона?
Ответ:
Задача №15
Какой объем займут 6*1020 молекул, 6*1023 молекул, 6*1026 молекул озона?
Ответ:
Задача № 1
Сколько молекул содержится в 180 мг воды?
Ответ:
Задача № 2
Сколько молекул содержится в 704г С12Н22 О11?
Ответ:
Задача № 3
Найдите массу 24*1023 молекул хлора.
Ответ:
Задача № 4
Вычислите массу 3 *1023 молекул озона.
Ответ:
Задача № 5
Вычислите массу 48 *1023 молекул азота.
Ответ:
Задача № 6
Сколько молекул содержится в 11 г углекислого газа СО2?
Ответ:
Задача № 7
Найти массу 15*1023 молекул кислорода.
Ответ:
Задача № 8
Сколько молекул содержится в 44 г углекислого газа?
Ответ:
Задача № 9
Какое количество вещества составляет 342г гидроксида бария Ва(ОН)2?
Ответ:
Задача № 10
Какое количество вещества составляет 7,4 мг гидроксида кальция Са(ОН)2?
Ответ:
Задача № 11
Какое количество вещества составляет 490 г фосфорной кислоты Н3РО4?
Ответ:
Задача № 12
Какое количество вещества составляет 49 мг серной кислоты Н2SО4?
Ответ:
Задача № 13
Какое количество вещества составляет 40 кг сульфата железа (III) Fe 2(SO4 )3?
Ответ:
Задача № 14
Какое количество вещества составляет 94 мг нитрата меди (II) Cu(NO3)2?
Ответ:
Задача №15
Сколько молекул содержится в 342 г гидроксида бария Ва(ОН)2?
Ответ:
Задача № 1
Какой объем занимают 14 г азота при н.у.?
Ответ:
Задача № 2
Какова масса 33,6м3 аммиака NH3 при н.у.?
Ответ:
Задача № 3
Какой объем (н.у.) занимают 12*1023 молекул озона?
Ответ:
Задача № 4
Какой объем (н. у.) занимают 3*1023 молекул водорода?
Ответ:
Задача № 5
Какую массу имеют 11,2 мл (н.у.) кислорода?
Ответ:
Задача № 6
Какой объем (н.у.) занимают 32 г метана СН4?
Ответ:
Задача № 7
Какой объем займут 88мг оксида углерода (IV) СО2 при н.у.?
Ответ:
Задача № 8
Найдите массу 11,2 мл (н.у.) оксида серы (VI) SO3.
Ответ:
Задача № 9
Каковамасса 33,6л углекислого газаСО2?
Ответ:
Задача № 10
Какой объем займут 66 г углекислого газа СО2?
Ответ:
Задача № 11
Сколько молекул будет содержать 1,5моль углекислого газа СО2?
Ответ:
Задача № 12
Какой объем (н.у.) займут 18*1020 молекул сероводорода H2S?
Ответ:
Задача № 13
Какую массу будет иметь азот объемом 30л при н.у.?
Ответ:
Задача № 14
Какой объем займет при н.у. хлороводород НСl массой 14,6г?
Ответ:
Задача №15
Какова масса 200л хлора Cl2 при н.у.?
Ответ:
Задача № 16
Вычислите массу 1м3 оксида азота (I) N2O при н.у.
Ответ:
Задача № 17
Вычислите массу 1м3 дициана (СN)2 при н. у.
Ответ:
Задача № 18
Вычислите массу 1м3 фторида кремния SiF4 при н.у.
Ответ:
Задача № 19
Вычислите массу 1м3 диоксида серы SO2 при н.у.
Ответ:
Задача № 20
Вычислите массу 1 мл метана СН4 при н.у.
Ответ:
Задача № 21
Вычислите массу 1 мл ацетилена С2Н2 при н.у.
Ответ:
Задача № 22
Вычислите массу 1 мл хлороводорода НСl при н.у.
Ответ:
Задача № 23
Вычислите массу 1 мл оксида хлора (I) Cl2O при н.у.
Ответ:
Задача № 24
Какой объем займут при н.у. 3,5г азота N2?
Ответ:
Задача № 25
Какой объем займут 640г кислорода при н.у.?
Ответ:
Задача № 26
Какой объем займут при н.у. 70 г оксида углерода (II) СО?
Ответ:
Задача № 27
Какой объем (н.у.) займут 110 г оксида углерода (IV) СО2?
Ответ:
Задача № 28
Какой объем займет при н.у. 1 т хлороводорода НСl?
Ответ:
Задача № 29
Какой объем займет при н.у. 1,5 т оксида азота (II) NO?
Ответ:
Задача №30
Какой объем займут при н.у. 220кг оксида азота (I) N2O?
Ответ:
Молекулы вступают в реакцию в определённых соотношениях, и это описывают химические реакции. Например, из этого уравнения
2Н2 + О2 = 2Н2О
видно, что в реакции приняли участие 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода, образовав при этом 2 молекулы воды. Но молекула так малы, что увидеть их невозможно, и уж тем более нельзя взять их в руки. Поэтому в учебнике химии и появляется понятие моль – количество вещества, в котором содержится число Авогадро частиц (6,02*10 в двадцать третьей степени). Рядом с этим понятием стоит другое – молярная масса, то есть масса 1 моля частиц. Молярная масса совпадает с атомной или молекулярной, рассчитывается по таблице Менделеева и выражается в граммах на моль (г/моль).
Фото: pixabay.com
Но мы прекрасно знаем, что не все вещества в обычных условиях находятся в твёрдом или жидком состоянии. Например, кислород, азот, хлор, неон – это газы. Резонно спросить: а как же их взвешивать? На этот случай химии для 8 класса припасено ещё одно понятие – молярный объём.
Что такое молярный объём
Тут следует запомнить, что в обычных условиях 1 моль любого газа занимает одинаковый объём. То есть молярный объём – это объём 1 моля любого газа. Сейчас советую на всякий случай вспомнить, что в 1 моле любого вещества (в том числе газа) содержится число Авогадро частиц. Старайтесь не забывать об этом факте.
Теперь надо обязательно упомянуть следующее. Все знают, что при изменении температуры и давления объём газов меняется. Так вот чтобы все расчёты вести правильно, то есть в одинаковых условиях, говорят о нормальных условиях: температуре 0 градусов Цельсия и давлении в 1 атмосферу (или 101,3 кПа). Это нужно просто запомнить:
нормальные условия в химии: температура – 0 градусов Цельсия, давление – 1 атм.
Экспериментально было доказано, что в нормальные условиях 1 моль любого газа занимает объем 22,4 литра.
То есть молярный объём любого газа в н.у. составляет 22,4 л/моль.
И это число тоже нужно запомнить! Оно даже важнее, чем сами нормальные условия, потому используется это число в решениях по химии намного чаще, чем н.у. (нормальные условия).
Как найти молярный объём
Очень просто. Если молярную массу для каждого вещества нужно рассчитывать по таблице Менделеева, то
молярный объём для всех газов одинаков.
Пример 1.
Молярная масса воды Н2О 18 г/моль (2*1+16, всё берем из периодической таблицы), молярная масса оксида кальция СаО 56 г/моль (40+16), молярная масса серной кислоты Н2SO4 98 г/моль (2*1+32+4*16).
Зато в нормальных условиях молярный объём кислорода О2 22,4 л/моль, молярный объём фтора P2 22,4 л/моль, молярный объём ксенона 22,4 г/моль. Приятно, не правда ли?
Другое дело, если речь идёт о химических реакциях. Но для начала просто потренируемся с цифрами.
Пример 2.
Определите объём, который занимают 10 моль кислорода в н.у.
Решение:
Молярный объём кислорода 22,4 л/моль, то есть 1 моль занимает 22,4 л. Следовательно, 10 моль будут занимать в 10 раз больше 22,4*10=224 литра. Это и есть ответ: 10 моль кислорода займут объём 224 литра.
Пример 3.
Известно, что неон в н.у. занял объём 5,6 литра. В каком количестве взят неон (в молях)?
Решение:
1 моль занимает объём 22,4 литра, а вот неизвестное число моль заняло объём 5,6 литра. Можно составить пропорцию:
1 моль — 22,4 литра
Х моль — 5,6 литра
Отсюда Х=1*5,6/22,4=0,25. Значит ответ такой: неон взяли в количестве 0,25 моль.
Пример 4.
Это уже расчёт по химической реакции, поэтому будьте внимательны. Итак, хлор прореагировал с водородом с образованием хлорида водорода:
Н2 + Cl2 = 2HCl
Для реакции взяли 11,2 литра водорода. Сколько понадобилось хлора (н.у.)?
Решение:
Посмотрим, сколько нам дано водорода по условию задачи. 1 моль водорода занимает объём 22,4 литра. Но у нас всего 11,2 литра водорода, то есть Х моль. Составим пропорцию:
1 моль – 22,4 литра
Х моль – 11,2 литра
Отсюда Х=1*11,2/22,4=0,5 моль водорода. Значит, по условию задачи у нас водорода 0,5 моль.
Из уравнения химической реакции Н2 + Cl2 = 2HCl видно, что нам нужно по 1 молю водорода и хлора (об этом говорят коэффициенты в уравнении). То есть, 1 моль водорода реагирует с 1 молем хлора. Но нам дали всего 0,5 моль водорода, сколько нам нужно хлора? Составим ещё одну пропорцию:
1 моль водорода реагирует с 1 молем хлора
0,5 моль водорода реагирует с Х молями хлора.
Отсюда получаем: Х=0,5*1/1=0,5 моль. Таким образом, нам нужно 0,5 моль хлора. А это количество занимает объём 22,4*0,5=11,2 литра.
Ответ: понадобилось 11,2 литра хлора.
В следующий раз мы научимся делать расчёты по реакциям, в которых участвуют и твёрдые вещества, и газы, то есть одновременно будем использовать молярную массу и молярный объём.
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
Бесплатные решения задач из сборника А.Г. Чертова и А.А. Воробьева «Задачник по физике».
8.1. Определить относительную молекулярную массу Mr: 1) воды; 2) углекислого газа CO2; 3) поваренной соли NaCl.
8.2. Найти молярную массу M серной кислоты H2SO4.
8.3. Определить массу m1 молекулы: 1) углекислого газа; 2) поваренной соли.
8.4. В сосуде вместимостью V=2 л находится кислород, количество вещества ν которого равно 0,2 моль. Определить плотность ρ газа.
8.5. Определить количество вещества ν и число N молекул азота массой m=0,2 кг.
8.6. В баллоне вместимостью V=3 л находится кислород массой m=4 г. Определить количество вещества ν и число N молекул газа.
8.7. Кислород при нормальных условиях заполняет сосуд вместимостью V=11,2 л. Определить количество вещества ν газа и его массу m.
8.8. Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд вместимостью V=3 л, если плотность газа ρ=6,65*10-3 кг/моль.
8.9. Колба вместимостью V=0,5 л содержит газ при нормальных условиях. Определить число N молекул газа, находящихся в колбе.
8.10. Сколько атомов содержится в газах массой 1 г каждый: 1) гелии, 2) углероде, 3) фторе, 4) полонии?
8.11. В сосуде вместимостью V=5 л находится однородный газ количеством вещества ν=0,2 моль. Определить, какой это газ, если его плотность ρ=1,12 кг/м3…
8.12. Одна треть молекул азота массой m=10 г распалась на атомы. Определить полное число N частиц, находящихся в газе.
8.13. Рассматривая молекулы жидкости как шарики, соприкасающиеся друг с другом, оценить порядок размера диаметра молекулы сероуглерода CS2. При тех…
8.14. Определить среднее расстояние <l> между центрами молекул водяных паров при нормальных условиях и сравнить его с диаметром d самих молекул (d=0,311…
8.15. В сосуде вместимостью V=1,12 л находится азот при нормальных условиях. Часть молекул газа при нагревании до некоторой температуры оказалась диссоциированной…
8.16. В цилиндр длиной l=1,6 м, заполненный воздухом при нормальном атмосферном давлении p0, начали медленно вдвигать поршень площадью S=200 см2…
8.17. Колба вместимостью V=300 см2, закрытая пробкой с краном, содержит разреженный воздух. Для измерения давления в колбе горлышко колбы погрузили…
8.18. В U-образный манометр налита ртуть. Открытое колено манометра соединено с окружающим пространством при нормальном атмосферном давлении p0, и…
8.19. Манометр в виде стеклянной U-образной трубки с внутренним диаметром d=5 мм (рис. 8.1, а) наполнен ртутью так, что оставшийся в закрытом колене трубки воздух…
8.20. В баллоне содержится газ при температуре t1=100 °C. До какой температуры t2 нужно нагреть газ, чтобы его давление увеличилось…
8.21. При нагревании идеального газа на ΔT=1 К при постоянном давлении объем его увеличился на 1/350 первоначального объема. Найти начальную температуру…
8.22. Полый шар вместимостью V= 10 см3, заполненный воздухом при температуре T1=573 К, соединили трубкой с чашкой, заполненной ртутью…
8.24. В оболочке сферического аэростата находится газ объемом V=1500 м3, заполняющий оболочку лишь частично. На сколько изменится подъемная сила аэростата,…
8.25. Газовый термометр состоит из шара с припаянной к нему горизонтальной стеклянной трубкой. Капелька ртути, помещенная в трубку, отделяет объем шара от внешнего…
8.26. В большой сосуд с водой был опрокинут цилиндрический сосуд (рис. 8.3). Уровни воды внутри и вне цилиндрического сосуда находятся на одинаковой высоте…
8.27. Баллон вместимостью V=12 л содержит углекислый газ. Давление p газа равно 1 МПа, температура T=300 К. Определить массу m газа в баллоне.
8.28. Какой объем V занимает идеальный газ, содержащий количество вещества ν=l кмоль при давлении p=1 МПа и температуре T=400 К?
8.29. Котел вместимостью V=2 м3 содержит перегретый водяной пар массой m=10 кг при температуре T=500 К. Определить давление p пара в котле.
8.30. Баллон вместимостью V=20 л содержит углекислый газ массой m=500 г под давлением p=1,3 МПа. Определить температуру T газа.
8.31. Газ при температуре T=309 К и давлении p=0,7 МПа имеет плотность ρ=12 кг/м3. Определить относительную молекулярную массу Mr газа…
8.32. Определить плотность ρ насыщенного водяного пара в воздухе при температуре T=300 К. Давление p насыщенного водяного пара при этой температуре равно…
8.33. Оболочка воздушного шара имеет вместимость V=1600 м3. Найти подъемную силу F водорода, наполняющего оболочку, на высоте, где давление p=60 кПа…
8.34. В баллоне вместимостью V=25 л находится водород при температуре T=290 К. После того как часть водорода израсходовали, давление в баллоне понизилось на…
8.35. Оболочка аэростата вместимостью V=1600 м3, находящегося на поверхности Земли, на k=7/8 наполнена водородом при давлении p1=100 кПа…
8.36. Какой объем V занимает смесь газов — азота массой m1=1 кг и гелия массой m2=1 кг — при нормальных условиях?
8.37. В баллонах вместимостью V1=20 л и V2=44 л содержится газ. Давление в первом баллоне p1=2,4 МПа, во втором — p2=1,6…
8.38. В сосуде вместимостью V=0,01 м3 содержится смесь газов — азота массой m1=7 г и водорода массой m2=1 г — при температуре…
8.39. Найти плотность ρ газовой смеси водорода и кислорода, если их массовые доли w1 и w2 равны соответственно 1/9 и 8/9. Давление…
8.40. Газовая смесь, состоящая из кислорода и азота, находится в баллоне под давлением p=1 МПа. Определить парциальные давления p1 кислорода и p2…
8.41. Сухой воздух состоит в основном из кислорода и азота. Если пренебречь остальными составными частями воздуха, то можно считать, что массовые доли кислорода…
8.42. Баллон вместимостью V=30 л содержит смесь водорода и гелия при температуре T=300 К и давлении p=828 кПа. Масса m смеси равна 24 г. Определить массу m1…
8.43. В сосуде вместимостью V=15 л находится смесь азота и водорода при температуре t=23 °С и давлении p=200 кПа. Определить массы смеси и ее компонентов,…
8.44. Баллон вместимостью V=5 л содержит смесь гелия и водорода при давлении p=600 кПа. Масса m смеси равна 4 г, массовая доля w1 гелия равна 0,6…
8.45. В сосуде находится смесь кислорода и водорода. Масса m смеси равна 3,6 г. Массовая доля w1 кислорода составляет 0,6. Определить количество вещества…