Завдання 1
Молярний об’єм газу — це об'єм 1 моль речовини.
У рівних об’ємах різних газів за однакових умов (t, p) міститься однакова кількість молекул.
Нормальні умови — це фізичні умови, визначені тиском р = 101325 Па (760 мм рт. ст.) і температурою Т = 273,15 К (t = 0°С).
Завдання 2
Які особливості газуватого стану речовини? За постійного тиску й температури відстані між молекулами газуватих речовин приблизно однакові.
Молярний об’єм газів за нормальних умов дорівнює 22,4 л
Від яких факторів залежить об’єм газів? Об'єм газів залежить від температури і тиску.
Завдання 3
Колба об’ємом 250 мл заповнена хлором (н.у.). Обчисліть кількість речовини (моль) хлору.
Дано: V(Cl2)=250 мл = 0,25 л
Знайти: n(Cl2)–?
Розв'язання
n(Cl2) = V(Cl2) : Vm = 0,25 л : 22,4 л/моль = 0,011 моль
Відповідь: 0,011 моль.
Завдання 4
Балон вміщує 30 моль стисненого кисню. Який об’єм (л) займає цей газ за н.у.?
Дано: n(O2)=30 моль
Знайти: V(O2)–?
Розв'язання
V(O2) = n(O2) • Vm = 30 моль • 22,4 л/моль = 672 л
Відповідь: 672 л.
Завдання 5
Обчисліть масу (г) хлору об’ємом 16,8 л.
Дано: V(Cl2)=16,8 л
Знайти: m(Cl2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини хлору.
n(Cl2) = V(Cl2) : Vm = 16,8 л : 22,4 л/моль = 0,75 моль
Обчислюємо масу хлору.
M(Cl2)=71 г/моль
m(Cl2) = n(Cl2) • M(Cl2) = 0,75 моль • 71 г/моль = 53,25 г
Відповідь: 53,25 г.
Завдання 6
Обчисліть, який об’єм (л) за н.у. займе азот масою 56 г.
Дано: m(N2)=56 г
Знайти: V(N2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини азоту.
M(N2)=28 г/моль
n(N2) = m(N2) : M(N2) = 56 г : 28 г/моль = 2 моль
Обчислюємо об'єм азоту.
V(N2) = n(N2) • Vm = 2 моль • 22,4 л/моль = 4,48 л
Відповідь: 4,48 л.
Завдання 7
Обчисліть, який об’єм (л) займають 1,204•1023 молекули чадного газу (карбон (ІІ) оксиду) за нормальних умов.
Дано: N(CO)=1,204•1023
Знайти: V(CO)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини карбон (II) оксиду.
n(CO) = N(CO) : NA = 1,204•1023 : 6,02•1023 моль–1 = 0,2 моль
Обчислюємо об'єм карбон (II) оксиду.
V(CO) = n(CO) • Vm = 0,2 моль • 22,4 л/моль = 4,48 л
Відповідь: 4,48 л.
Завдання 8
Обчисліть кількість молекул, що міститься в озоні об’ємом 112 л (н.у.).
Дано: V(O3)=112 л
Знайти: N(O3)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини озону.
n(O3) = V(O3) : Vm = 112 л : 22,4 л/моль = 5 моль
Обчислюємо число молекул озона.
N(O3) = n(O3) • NA = 5 моль • 6,02•1023 моль–1 = 3,01•1024
Відповідь: 3,01•1024 молекул.
Завдання 9
Обчисліть число атомів у пропані (С3Н8) об’ємом 14,56 л (н.у.).
Дано: V(C3H8)=14,56 л
Знайти: N(C,H)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини пропану.
n(C3H8) = V(C3H8) : Vm = 14,56 л : 22,4 л/моль = 0,65 моль
Обчислюємо число молекул пропану.
N(C3H8) = n(C3H8) • NA = 0,65 моль • 6,02•1023 моль–1 = 3,913•1023
Обчислюємо число атомів пропану.
1 моль C3H8 містить 3 моль С і 8 моль Н, разом 11 моль всіх атомів.
N(C,H) = n(C3H8) • 11 = 3,913•1023 • 11 = 4,3043•1024
Відповідь: 4,043•1024 атомів.
Завдання 10
Обчисліть, який об’єм (л) займає суміш, що містить гелій масою 16 г та водень масою 28 г (н.у.).
Дано: m(He)=16 г, m(H2)=28 г
Знайти: V(суміші)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини гелію і водню.
M(He)=4 г/моль, M(H2)=2 г/моль
n(He) = m(He) : M(He) = 16 г : 4 г/моль = 4 моль
n(H2) = m(H2) : M(H2) = 28 г : 2 г/моль = 14 моль
Обчислюємо кількість речовини суміші.
n(суміші) = n(He) + n(H2) = 4 моль + 14 моль = 18 моль
Обчислюємо об'єм суміші.
V(суміші) = n(суміші) • Vm = 18 моль • 22,4 л/моль = 403,2 л
Відповідь: 403,2 л.
Завдання 11
Обчисліть масу (г) суміші, яка складається з кисню об’ємом 5,6 л і азоту об’ємом 11,2 л (н.у.).
Дано: V(O2)=5,6 л, V(N2)=11,2 л
Знайти: m(суміші)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини кисню і азоту.
n(O2) = V(O2) : Vm = 5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль
n(N2) = V(N2) : Vm = 11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль
Обчислюємо масу кисню і азоту.
M(O2)=32 г/моль, M(N2)=28 г/моль
m(O2) = n(O2) • M(O2) = 0,25 моль • 32 г/моль = 8 г
m(N2) = n(N2) • M(O2) = 0,5 моль • 28 г/моль = 14 г
Обчислюємо масу суміші.
m(суміші) = m(O2) + m(N2) = 8 г + 14 г = 22 г
Відповідь: 22 г.
Завдання 12
Обчисліть число молекул і масу (г) вуглекислого газу об’ємом 56 л.
Дано: V(CO2)=56 л
Знайти: m(CO2)–?, N(CO2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини вуглекислого газу.
n(CO2) = V(CO2) : Vm = 56 л : 22,4 л/моль = 2,5 моль
Обчислюємо число молекул вуглекислого газу.
N(CO2) = n(CO2) • NA = 2,5 моль • 6,02•1023 моль–1 = 1,505•1024
Обчислюємо масу вуглекислого газу.
M(СO2)=44 г/моль
m(CO2) = n(CO2) • M(CO2) = 2,5 моль • 44 г/моль = 110 г
Відповідь: 1,505•1024 молекул і 110 г .
Завдання 13
Обчисліть об’єм (л) амоніаку масою 68 г (н.у.). Скільки молекул міститься в цій масі газу?
Дано: m(NH3)=68 г
Знайти: V(NH3)–?, N(NH3)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини амоніаку.
M(NH3)=17 г/моль
n(NH3) = m(NH3) : M(NH3) = 68 г : 17 г/моль = 4 моль
Обчислюємо об'єм амоніаку.
V(NH3) = n(NH3) • Vm = 4 моль • 22,4 л/моль = 89,6 л
Обчислюємо число молекул амоніаку.
N(NH3) = n(NH3) • NA = 4 моль • 6,02•1023 моль–1 = 2,408•1024
Відповідь: 89,6 л і 2,408•1024 молекул амоніаку.
Завдання 14
Визначте масу (г) й об’єм (л) 2,408•1024 молекул етану С2Н6 (н.у.).
Дано: N(C2H6) = 2,408•1024
Знайти: m(C2H6)–?, V(C2H6)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини етану.
n(C2H6) = N(C2H6) : NA = 24,08•1023 : 6,02•1023 моль–1 = 4 моль
Обчислюємо масу етану.
M(C2H6)=30 г/моль
m(C2H6) = n(C2H6) • M(C2H6) = 4 моль • 30 г/моль = 120 г
Обчислюємо об'єм етану.
V(C2H6) = n(C2H6) • Vm = 4 моль • 22,4 л/моль = 89,6 л
Відповідь: 120 г і 89,6 л етану.
Завдання 15
Обчисліть кількість речовини (моль), масу (г) та число молекул, що містяться в сірчистому газі SO2 об’ємом 5,6 л.
Дано: V(SO2)=5,6 л
Знайти: n(SO2)–?, m(SO2)–?, N(SO2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини сірчистого газу.
n(SO2) = V(SO2) : Vm = 5,6 л : 22,4 л/моль = 0,25 моль
Обчислюємо масу сірчистого газу.
M(SO2)=64 г/моль
m(SO2) = n(SO2) • M(SO2) = 0,25 моль • 64 г/моль = 16 г
Обчислюємо число молекул сірчистого газу.
N(SO2) = n(SO2) • NA = 0,25 моль • 6,02•1023 моль–1 = 1,505•1023
Відповідь: 0,25 моль, 16 г і 1,505•1023 молекул в сірчистому газі.
Завдання 16
Обчисліть густину (г/л) фтору F2 за нормальних умов.
Розв'язання
M(F2)=36 г/моль
ρ(F2) = M(F2) : Vm = 36 г/моль : 22,4 л/моль = 1,69 г/л
Відповідь: 1,69 г/л.
Завдання 17
Обчисліть масу (г) невідомого газу об’ємом 10 л (ρ = 1,52 г/л).
Дано: V(газу)=10 л, ρ(газу) =1,52 г/л
Знайти: m(газу)–?
Розв'язання
m(газу) = ρ(газу) • V(газу) = 1,52 г/л • 10 л = 15,2 г
Відповідь: 15,2 г.
Завдання 18
Приготували суміш озону та кисню, маса якої дорівнює 20 г, a oб’єм — 11,2 л (н.у.). Обчисліть об’єм (л) озону в суміші.
Дано: m(O3,O2)=20 г, V(O3,O2)=11,2 л
Знайти: V(O3)–?
Розв'язання
M(O3)=48 г/моль, M(O2)=32 г/моль
Нехай об'єм озону дорівнює х л, тоді об'єм кисню дорівнює (11,2 – х) л. Для обчислення маси озону складаємо рівняння:
48 • (х/22,4) + 32 • (11,2 – х)/22,4 = 20
Помножимо ліву і праву частину рівняння на 22,4. Одержимо:
48х + 32 • (11,2 – х) = 448
48х + 358,4 – 32х = 448
16х = 89,6
х = 5,6
Відповідь: 5,6 л озону.
Завдання 19
Обчисліть об’єми (л) водню та хлору, які використали для одержання гідроґен хлориду кількістю речовини 0,45 моль (н.у.).
Відомо: n(HCl) = 0,45 моль
Знайти: V(H2)–?, V(Cl2)–?
Розв'язання
Записуємо рівняння реакції:
х моль у моль 0,45 моль
H2 + Cl2 = 2HCl
1 моль 1 моль 2 моль
х моль / 1 моль = 0,45 моль / 2 моль, звідси
n = х = у = 0,45 моль • 1 моль : 2 моль = 0,225 моль
Обчислюємо об'єм водню та хлору.
V(H2) = V(H2) = n • Vm = 0,225 моль • 22,4 л/моль = 5,04 л
Відповідь: по 5,04 л.
Завдання 20
Обчисліть об’єм (л) кисню, який потрібен для спалювання метану СН4 об’ємом 112 л (н.у.).
Відомо: V(CH4) = 112 л
Знайти: V(O2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини метану.
n(CH4) = V(CH4) : Vm = 112 л : 22,4 л/моль = 5 моль
Записуємо рівняння реакції:
5 моль x моль
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
1 моль 2 моль
5 моль / 1 моль = x моль / 2 моль, звідси
x = n(O2) = 5 моль • 2 моль : 1 моль = 10 моль
Обчислюємо об'єм кисню.
V(O2) = n(O2) • Vm = 10 моль • 22,4 л/моль = 224 л
Відповідь: 224 л.
Завдання 21
Обчисліть об’єм (л) та масу (г) водню, який виділяється під час взаємодії кальцію масою 0,8 г із водою (н.у.).
Дано: m(Ca)=0,8 г
Знайти: V(H2)–?, m(H2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини кальцію.
M(Ca)=40 г/моль
n(Ca) = m(Ca) : M(Ca) = 0,8 г : 40 г/моль = 0,02 моль
Записуємо рівняння реакції:
0,02 моль x моль
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2↑
1 моль 1 моль
n(H2) = n(Ca) = 0,02 моль
Обчислюємо об'єм водню.
V(H2) = n(H2) • Vm = 0,02 моль • 22,4 л/моль = 0,448 л
Обчислюємо масу водню.
M(Н2)=2 г/моль
m(H2) = n(H2) • M(H2) = 0,02 моль • 2 г/моль = 0,04 г
Відповідь: 0,448 л і 0,04 г водню.
Завдання 22
Обчисліть об’єм (л) кисню, який можна одержати під час електролізу води масою 450 г (н.у.).
Дано: m(H2O)=450 г
Знайти: V(O2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини води.
M(H2O)=18 г/моль
n(H2O) = m(H2O) : M(H2O) = 450 г : 18 г/моль = 25 моль
Записуємо рівняння реакції:
25 моль x моль
2Н2О = O2↑ + 2H2O
2 моль 1 моль
25 моль / 2 моль = x моль / 1 моль, звідси
x = n(O2) = 25 моль • 1 моль : 2 моль = 12,5 моль
Обчислюємо об'єм кисню.
V(O2) = n(O2) • Vm = 12,5 моль • 22,4 л/моль = 280 л
Відповідь: 280 л кисню.
Завдання 23
Обчисліть кількість речовини (моль) і масу (г) фосфор(V) оксиду, який одержали під час взаємодії фосфору з киснем об’ємом 89,6 л (н.у.).
Дано: V(O2)= 89,6 л
Знайти: n(P2O5)–?, m(P2O5)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини кисню.
n(O2) = V(O2) : Vm = 89,6 л : 22,4 л/моль = 4 моль
Записуємо рівняння реакції:
4 моль x моль
4P + 5O2 = 2P2O5
5 моль 2 моль
4 моль / 5 моль = x моль / 2 моль, звідси
x = n(P2O5) = 4 моль • 2 моль : 5 моль = 1,6 моль
Обчислюємо масу фосфор (V) оксиду.
M(P2O5)=142 г/моль
m(P2O5) = n(P2O5) • M(P2O5) = 1,6 моль • 142 г/моль = 227,2 г
Відповідь: 1,6 моль і 227,2 г фосфор (V) оксиду.
Завдання 24
Яку масу (г) сірки використали для одержання сірчистого газу SO2 об’ємом 4,48 л (н.у.). Обчисліть число молекул кисню, потрібних для цієї реакції.
Дано: V(SO2)= 4,48 л
Знайти: m(S)–?, N(O2)–?
Розв'язання
Обчислюємо кількість речовини сірчистого газу.
n(SO2) = V(SO2) : Vm = 4,48 л : 22,4 л/моль = 0,2 моль
Записуємо рівняння реакції:
x моль y моль 0,2 моль
S + O2 = SO2
1 моль 1 моль 1 моль
x = у = n(S) = n(O2) = 0,2 моль
Обчислюємо масу сірки.
M(S)=32 г/моль
m(S) = n(S) • M(S) = 0,2 моль • 32 г/моль = 6,4 г
Обчислюємо число молекул кисню.
N(O2) = n(O2) • NA = 0,2 моль • 6,02•1023 моль–1 = 1,204•1023
Відповідь: 6,4 г сірки, 1,204•1023 молекул кисню.
Перевірте себе
1 У кожній трійці оберіть правильно записану формулу:
| 2) n=V/Vm | 2) V=n•Vm | 2) M=Vm•ρ |
2 Оберіть правильну відповідь:
1) Кількість речовини газу об’ємом (н.у.) 8,96 л
| а) 0,04 моль | б) 0,1 моль | в) 0,4 моль | г) 4 моль |
n = V : Vm = 8,96 л : 22,4 л/моль = 0,4 моль
2) Об’єм газу (н.у.) кількістю речовини 0,5 моль
| а) 2,24 л | б) 8,96 л | в) 4,48 л | г) 11,2 л |
V = n • Vm = 0,5 моль • 22,4 л/моль = 11,2 л
3) Об’єм газу, який дорівнює 11,2 л (н.у.) займає
| а) озон масою 48 г | б) азот масою 56 г |
| в) вуглекислий газ масою 22 г | г) водень масою 4 г |
n = V : Vm = 11,2 л : 22,4 л/моль = 0,5 моль
m(O3) = n • M(O3) = 0,5 моль • 48 г/моль = 24 г Неправильно
m(N2) = n • M(N2) = 0,5 моль • 28 г/моль = 14 г Неправильно
m(CO2) = n • M(CO2) = 0,5 моль • 44 г/моль = 22 г Правильно
3 Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Рівні маси різних газів за однакових умов займають не однакові об’єми.
2) Молярний об’єм — це об’єм одного моль газуватої речовини.