Вопросы и задания
1. Баллон вмещает 30 моль сжатого кислорода. Какой объём займёт этот газ при н. у.?
2. Какой объём займет при н. у. водород количеством вещества:
a) 3 моль; б) 0,4 моль; в) 2 моль; г) 400 моль?
3. Колба объёмом 500 мл заполнена хлором при н. у. Определить количество вещества и число молекул.
4. Какой объём кислорода (н. у.) потребуется для сгорания угля массой 24 г?
C + O, = CO,
5. Каковы объём (н. у.) и масса водорода, выделившегося при взаимодействии 6,9 г металла натрия с водой?
2Na + 2H,O = 2NaOH + H,1
6. Рассчитайте объём (н. у.) сернистого газа SO,, образующегося:
a) при сгорании 3,2 г серы
S + O., = SO;
б) при затрате на сгорание серы 44,8 л кислорода; 2,24 л кислорода; 11,2 л кислорода.
Конечно, давайте разберем каждый из вопросов по очереди.
1. **Баллон вмещает 30 моль сжатого кислорода. Какой объем займёт этот газ при н.у.?**
При нормальных условиях (н. у. — 0 °C и 1 атм) 1 моль газа занимает примерно 22,4 литра. Поэтому объём 30 моль кислорода можно рассчитать по формуле:
\[ V = n \times V_m \]
где \( V_m = 22,4 \, \text{л/моль} \), а \( n = 30 \, \text{моль} \).
\[ V = 30 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 672 \, \text{л} \]
Таким образом, газ займёт 672 литра.
2. **Какой объем займет при н. у. водород количеством вещества:**
a) **3 моль**:
\[ V = 3 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 67,2 \, \text{л} \]
б) **0,4 моль**:
\[ V = 0,4 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 8,96 \, \text{л} \]
в) **2 моль**:
\[ V = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]
г) **400 моль**:
\[ V = 400 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 8960 \, \text{л} \]
3. **Колба объёмом 500 мл заполнена хлором при н. у. Определить количество вещества и число молекул.**
Объём в литрах: \( 500 \, \text{мл} = 0,5 \, \text{л} \).
Количество вещества можно найти следующим образом:
\[ n = \frac{V}{V_m} = \frac{0,5 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,0223 \, \text{моль} \]
Теперь найдем число молекул. В одной моль содержится \( 6,022 \times 10^{23} \) молекул:
\[ N = n \times N_A = 0,0223 \, \text{моль} \times 6,022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 1,34 \times 10^{22} \, \text{молекул} \]
4. **Какой объем кислорода (н. у.) потребуется для сгорания угля массой 24 г?**
Углерод (С) сгорает по схеме:
\[ C + O_2 \rightarrow CO_2 \]
Молярная масса углерода: \( 12 \, \text{г/моль} \).
Сначала найдем количество вещества углерода:
\[ n = \frac{m}{M} = \frac{24 \, \text{г}}{12 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Для сгорания 1 моль углерода требуется 1 моль кислорода, следовательно, для 2 моль:
Объем кислорода:
\[ V = n \times V_m = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]
5. **Каковы объем (н. у.) и масса водорода, выделившегося при взаимодействии 6,9 г металла натрия с водой?**
Уравнение реакции:
\[ 2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2 \]
Молярная масса натрия (Na) составляет 23 г/моль.
Количество вещества натрия:
\[ n = \frac{6,9 \, \text{г}}{23 \, \text{г/моль}} = 0,3 \, \text{моль} \]
По уравнению реакции видно, что 2 моль натрия дают 1 моль водорода, следовательно, 0,3 моль натрия даст:
\[ n_H2 = \frac{0,3 \, \text{моль}}{2} = 0,15 \, \text{моль} \]
Объем водорода при н. у.:
\[ V_{H2} = n_H2 \times V_m = 0,15 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 3,36 \, \text{л} \]
Масса водорода (молярная масса H2 примерно 2 г/моль):
\[ m = n_H2 \times M = 0,15 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} = 0,3 \, \text{г} \]
6. **Рассчитайте объём (н. у.) сернистого газа SO₂, образующегося:**
а) **при сгорании 3,2 г серы**:
Сера сгорает по схеме:
\[ S + O_2 \rightarrow SO_2 \]
Молярная масса серы (S) составляет 32 г/моль.
Количество вещества серы:
\[ n = \frac{3,2 \, \text{г}}{32 \, \text{г/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]
Объём сернистого газа:
Поскольку 1 моль серы дает 1 моль SO₂:
\[ V = n \times V_m = 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л} \]
б) **при затрате на сгорание серы 44,8 л кислорода; 2,24 л кислорода; 11,2 л кислорода.**
При реакции 1 моль серы требует 1 моль кислорода, и 1 моль газа занимает 22,4 л.
1. Для **44,8 л** кислорода:
\[ n_{O2} = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Образуется 2 моль SO₂:
\[ V_{SO2} = 2 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 44,8 \, \text{л} \]
2. Для **2,24 л** кислорода:
\[ n_{O2} = \frac{2,24 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,1 \, \text{моль} \]
Образуется 0,1 моль SO₂:
\[ V_{SO2} = 0,1 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 2,24 \, \text{л} \]
3. Для **11,2 л** кислорода:
\[ n_{O2} = \frac{11,2 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 0,5 \, \text{моль} \]
Образуется 0,5 моль SO₂:
\[ V_{SO2} = 0,5 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} = 11,2 \, \text{л} \]
Надеюсь, ответы были полезными. Если есть дополнительные вопросы, не стесняйтесь спрашивать!
