Det molære volumen af ​​enhver gas er lig. Finde det molære volumen af ​​gasser

Navne på syrer er dannet af det russiske navn på syrens centrale atom med tilføjelse af suffikser og endelser. Hvis oxidationstilstanden for syrens centrale atom svarer til gruppenummeret i det periodiske system, dannes navnet ved hjælp af det enkleste adjektiv fra navnet på grundstoffet: H 2 SO 4 - svovlsyre HMnO 4 – permangansyre. Hvis syredannende grundstoffer har to oxidationstilstande, så er den mellemliggende oxidationstilstand betegnet med endelsen –ist-: H 2 SO 3 – svovlsyrling, HNO2 – salpetersyre. Forskellige suffikser bruges til navnene på halogensyrer, der har mange oxidationstilstande: typiske eksempler er HClO 4 - klor n syre, HClO 3 – klor novat syre, HClO 2 – klor ist syre, HClO – klor novist ic syre (iltfri syre HCl kaldes saltsyre - normalt saltsyre). Syrer kan variere i antallet af vandmolekyler, der hydrerer oxidet. Syrer indeholdende største antal hydrogenatomer kaldes orthosyrer: H 4 SiO 4 er orthosilicic acid, H 3 PO 4 er orthophosphorsyre. Syrer indeholdende 1 eller 2 hydrogenatomer kaldes metasyrer: H 2 SiO 3 - metasilicinsyre, HPO 3 - metaphosphorsyre. Syrer indeholdende to centrale atomer kaldes di syrer: H 2 S 2 O 7 – disulfursyre, H 4 P 2 O 7 – diphosphorsyre.

Navnene på komplekse forbindelser er dannet på samme måde som navne på salte, men den komplekse kation eller anion får et systematisk navn, det vil sige, at den læses fra højre mod venstre: K 3 - kaliumhexafluorferrat(III), SO 4 - tetraaminkobber(II)sulfat.

Navne på oxider dannes ved at bruge ordet "oxid" og det genitive kasus af det russiske navn på det centrale atom i oxidet, hvilket om nødvendigt angiver grundstoffets oxidationstilstand: Al 2 O 3 - aluminiumoxid, Fe 2 O 3 - jern (III) oxid.

Navne på baser dannes ved hjælp af ordet "hydroxid" og genitiv kasus Russisk navn på det centrale hydroxidatom, der om nødvendigt angiver grundstoffets oxidationstilstand: Al(OH) 3 - aluminiumhydroxid, Fe(OH) 3 - jern(III)hydroxid.

Navne på forbindelser med brint dannes afhængigt af disse forbindelsers syre-base egenskaber. For gasformige syredannende forbindelser med brint anvendes følgende navne: H 2 S – sulfan (hydrogensulfid), H 2 Se – selan (hydrogenselenid), HI – hydrogeniodid; deres opløsninger i vand kaldes henholdsvis svovlbrinte, hydroselensyre og jodbrinte. For nogle forbindelser med brint bruges specielle navne: NH 3 - ammoniak, N 2 H 4 - hydrazin, PH 3 - phosphin. Forbindelser med hydrogen med en oxidationstilstand på -1 kaldes hydrider: NaH er natriumhydrid, CaH 2 er calciumhydrid.

Navne på salte er dannet af det latinske navn på det centrale atom i den sure rest med tilføjelse af præfikser og suffikser. Navnene på binære (to-element) salte dannes ved hjælp af suffikset - eid: NaCl – natriumchlorid, Na 2 S – natriumsulfid. Hvis det centrale atom i en oxygenholdig sur rest har to positive oxidationstilstande, så er den højeste oxidationstilstand angivet med suffikset - på: Na 2 SO 4 – sulf på natrium, KNO 3 – nitr på kalium, og den laveste oxidationstilstand er suffikset - det: Na 2 SO 3 – sulf det natrium, KNO 2 – nitr det kalium For at navngive iltholdige halogensalte bruges præfikser og suffikser: KClO 4 – bane klor på kalium, Mg(ClO 3) 2 – klor på magnesium, KClO 2 – klor det kalium, KClO - hypo klor det kalium

Kovalent mætningsforbindelsetil hende– viser sig ved, at der i forbindelser af s- og p-elementer ikke er uparrede elektroner, det vil sige, at alle uparrede elektroner af atomer danner bindende elektronpar (undtagelser er NO, NO 2, ClO 2 og ClO 3).

Enlige elektronpar (LEP) er elektroner, der optager atomare orbitaler i par. Tilstedeværelsen af ​​NEP bestemmer anioners eller molekylers evne til at danne donor-acceptorbindinger som donorer af elektronpar.

Uparrede elektroner er elektroner i et atom, indeholdt en i en orbital. For s- og p-elementer bestemmer antallet af uparrede elektroner, hvor mange bindende elektronpar et givet atom kan danne med andre atomer gennem udvekslingsmekanismen. Valensbindingsmetoden antager, at antallet af uparrede elektroner kan øges med enlige elektronpar, hvis der er ledige orbitaler inden for valenselektronniveauet. I de fleste forbindelser af s- og p-elementer er der ingen uparrede elektroner, da alle uparrede elektroner i atomerne danner bindinger. Der findes dog molekyler med uparrede elektroner, for eksempel NO, NO 2, de har øget reaktivitet og har tendens til at danne dimerer som N 2 O 4 på grund af uparrede elektroner.

Normal koncentration – dette er antallet af mol ækvivalenter i 1 liter opløsning.

Normale forhold - temperatur 273K (0 o C), tryk 101,3 kPa (1 atm).

Udvekslings- og donor-acceptormekanismer for dannelse af kemiske bindinger. Dannelsen af ​​kovalente bindinger mellem atomer kan ske på to måder. Hvis dannelsen af ​​et bindende elektronpar sker på grund af de uparrede elektroner i begge bundne atomer, så kaldes denne metode til dannelse af et bindende elektronpar en udvekslingsmekanisme - atomerne udveksler elektroner, og bindingselektronerne hører til begge bundne atomer. Hvis bindingselektronparret dannes på grund af det enlige elektronpar af et atom og den ledige orbital af et andet atom, så er en sådan dannelse af bindingselektronparret en donor-acceptor-mekanisme (se. valensbindingsmetode).

Reversible ioniske reaktioner - det er reaktioner, hvor der dannes produkter, der er i stand til at danne udgangsstoffer (hvis vi husker den skrevne ligning, så kan vi om reversible reaktioner sige, at de kan forløbe i den ene eller anden retning med dannelse af svage elektrolytter eller dårligt opløselige forbindelser). Reversible ioniske reaktioner er ofte karakteriseret ved ufuldstændig omdannelse; da der under en reversibel ionisk reaktion dannes molekyler eller ioner, der forårsager et skift mod de indledende reaktionsprodukter, det vil sige, at de ser ud til at "sænke" reaktionen. Reversible ioniske reaktioner beskrives ved hjælp af ⇄-tegnet, og irreversible - →-tegnet. Et eksempel på en reversibel ionisk reaktion er reaktionen H 2 S + Fe 2+ ⇄ FeS + 2H +, og et eksempel på en irreversibel er S 2- + Fe 2+ → FeS.

Oxidationsmidler – stoffer, hvori nogle grundstoffers oxidationstilstande aftager under redoxreaktioner.

Redox dualitet – stoffers evne til at virke i redoxreaktioner som et oxidations- eller reduktionsmiddel afhængigt af partneren (for eksempel H 2 O 2, NaNO 2).

Redoxreaktioner(OVR) – Det er kemiske reaktioner, hvorunder oxidationstilstandene for de reagerende stoffers elementer ændres.

Oxidations-reduktionspotentiale – en værdi, der karakteriserer redoxevnen (styrken) af både oxidationsmidlet og reduktionsmidlet, der udgør den tilsvarende halvreaktion. Redoxpotentialet for Cl 2/Cl - parret, lig med 1,36 V, karakteriserer således molekylært chlor som et oxidationsmiddel og chloridion som et reduktionsmiddel.

Oxider – forbindelser af grundstoffer med oxygen, hvor oxygen har en oxidationstilstand på -2.

Orienteringsinteraktioner– intermolekylære interaktioner mellem polære molekyler.

Osmose - fænomenet med overførsel af opløsningsmiddelmolekyler på en semipermeabel (kun permeabel for opløsningsmiddel) membran mod en lavere opløsningsmiddelkoncentration.

Osmotisk tryk - Fysisk-kemiske egenskaber ved opløsninger på grund af membranernes evne til kun at passere opløsningsmiddelmolekyler. Osmotisk tryk fra en mindre koncentreret opløsning udligner hastigheden af ​​penetration af opløsningsmiddelmolekyler ind i begge sider af membranen. Det osmotiske tryk af en opløsning er lig med trykket af en gas, hvor koncentrationen af ​​molekyler er den samme som koncentrationen af ​​partikler i opløsningen.

Arrhenius baser – stoffer, der spalter hydroxidioner under elektrolytisk dissociation.

Bronsted baser - forbindelser (molekyler eller ioner af S 2-, HS - typen), der kan binde brintioner.

Grunde ifølge Lewis (Lewis-baser) – forbindelser (molekyler eller ioner) med enlige elektronpar, der er i stand til at danne donor-acceptor-bindinger. Den mest almindelige Lewis-base er vandmolekyler, som har stærke donoregenskaber.

P1V1=P2V2, eller, som er det samme, PV=const (Boyle-Mariotte lov). Ved konstant tryk forbliver forholdet mellem volumen og temperatur konstant: V/T=const (Gay-Lussac-loven). Hvis vi fikser lydstyrken, så er P/T=const (Charles lov). Kombinationen af ​​disse tre love giver en universel lov, som siger, at PV/T=konst. Denne ligning blev etableret af den franske fysiker B. Clapeyron i 1834.

Værdien af ​​konstanten bestemmes kun af mængden af ​​stof gas. DI. Mendeleev udledte en ligning for en mol i 1874. Så det er værdien af ​​den universelle konstant: R=8,314 J/(mol∙K). Så PV=RT. I tilfælde af en vilkårlig mængde gasνPV=νRT. Mængden af ​​et stof i sig selv kan findes fra masse til molær masse: ν=m/M.

Molær masse er numerisk lig med relativ molekylmasse. Sidstnævnte kan findes fra det periodiske system, det er angivet i elementets celle, som regel. Molekylvægten er lig med summen af ​​molekylvægtene af dets bestanddele. I tilfælde af atomer med forskellige valenser kræves et indeks. På på mer, M(N2O)=14∙2+16=28+16=44 g/mol.

Normale forhold for gasser på Det antages almindeligvis, at P0 = 1 atm = 101,325 kPa, temperatur T0 = 273,15 K = 0°C. Nu kan du finde volumen af ​​en muldvarp gas på normal betingelser: Vm=RT/P0=8,314∙273,15/101,325=22,413 l/mol. Denne tabelværdi er det molære volumen.

Under normale forhold betingelser mængde i forhold til volumen gas til molært volumen: ν=V/Vm. For vilkårlig betingelser du skal bruge Mendeleev-Clapeyron-ligningen direkte: ν=PV/RT.

Således at finde volumen gas på normal betingelser, skal du bruge mængden af ​​stof (antal mol) af dette gas ganges med molvolumenet svarende til 22,4 l/mol. Ved at bruge den omvendte operation kan du finde mængden af ​​et stof fra en given volumen.

Find rumfanget af et mol af et stof i fast eller flydende tilstand Molar masse og dividere med tæthed. Et mol af enhver gas i normale forhold har en volumen på 22,4 liter. Hvis betingelserne ændrer sig, skal du beregne volumenet af et mol ved hjælp af Clapeyron-Mendeleev-ligningen.

Du får brug for

• Periodesystem for Mendeleev, tabel over massefylde af stoffer, trykmåler og termometer.

Instruktioner

Bestemmelse af volumenet af en mol eller fast stof
Definere kemisk formel fast eller væske, der undersøges. Derefter ved hjælp af periodiske system Find Mendeleev atommasser elementer, der indgår i formlen. Hvis en er inkluderet i formlen mere end én gang, ganges dens atommasse med det tal. Læg atommasserne sammen og få den molekylære masse, som den er sammensat af solid eller væske. Det vil være numerisk lig med molmassen målt i gram pr. mol.

Brug tabellen over stoftætheder, find denne værdi for materialet i den krop eller væske, der undersøges. Derefter divideres molmassen med massefylden af ​​stoffet, målt i g/cm³ V=M/ρ. Resultatet er volumenet af en mol i cm³. Hvis stoffet forbliver ukendt, vil det være umuligt at bestemme volumenet af et mol af det.

Rumfanget af 1 mol af et stof kaldes Molært volumen af ​​1 mol vand = 18 g/mol 18 g vand optager et volumen på 18 ml. Dette betyder, at det molære volumen af ​​vand er 18 ml. 18 g vand optager et volumen svarende til 18 ml, fordi densiteten af ​​vand er 1 g/ml KONKLUSION: Molært volumen afhænger af stoffets massefylde (for væsker og faste stoffer).

1 mol af enhver gas under normale forhold optager samme volumen svarende til 22,4 liter. Normale forhold og deres betegnelser nr. (0°C og 760 mmHg; 1 atm.; 101,3 kPa). Rumfanget af en gas med 1 mol stof kaldes molært volumen og betegnes med – V m

Løsning af problemer Opgave 1 Givet: V(NH 3) n.s. = 33,6 m 3 Find: m - ? Løsning: 1. Beregn molmassen af ​​ammoniak: M(NH 3) = = 17 kg/kmol

KONKLUSIONER 1. Rumfanget af 1 mol af et stof kaldes det molære rumfang V m 2. For flydende og faste stoffer afhænger molvolumenet af deres massefylde 3. V m = 22,4 l/mol 4. Normale forhold (n.s.): og tryk 760 mmHg, eller 101,3 kPa 5. Molært volumen gasformige stoffer udtrykt i l/mol, ml/mmol,

Rumfanget af et gram-molekyle af en gas, ligesom massen af ​​et gram-molekyle, er en afledt måleenhed og udtrykkes som forholdet mellem volumen-enheder - liter eller milliliter til et mol. Derfor er dimensionen af ​​gram-molekylært volumen lig med l/mol eller ml/mol. Da volumenet af en gas afhænger af temperatur og tryk, varierer det gram-molekylære volumen af ​​en gas afhængigt af forholdene, men da gram-molekylerne af alle stoffer indeholder det samme antal molekyler, er gram-molekylerne af alle stoffer under de samme forhold optager samme volumen. Under normale forhold. = 22,4 l/mol eller 22.400 ml/mol. Omdannelse af en gass gram-molekylære volumen under normale forhold til volumen under givne produktionsbetingelser. beregnes efter ligningen: J-t-tr hvoraf det følger, at hvor Vo er gassens gram-molekylære volumen under normale forhold, er Umol det ønskede gram-molekylære volumen af ​​gassen. Eksempel. Beregn det gram-molekylære volumen af ​​gassen ved 720 mm Hg. Kunst. og 87°C. Løsning. De vigtigste beregninger vedrørte det gram-molekylære volumen af ​​en gas a) Konvertering af gasvolumen til antal mol og antal mol til volumen gas. Eksempel 1. Beregn hvor mange mol der er indeholdt i 500 liter gas under normale forhold. Løsning. Eksempel 2. Beregn rumfanget af 3 mol gas ved 27*C 780 mm Hg. Kunst. Løsning. Vi beregner gassens grammolekylære volumen under de specificerede betingelser: V - ™ ** RP st. - 22.A l/mol. 300 grader = 94 p. --273 vrad 780 mm Hg."ap.--24"° Beregn rumfanget af 3 mol GRAM MOLEKYLÆR VOLUMEN AF GAS V = 24,0 l/mol 3 mol = 72 l b) Omregning af gasmassen til dets volumen og volumen af ​​gas ved dens masse. I det første tilfælde skal du først beregne antallet af mol gas ud fra dens masse og derefter volumenet af gas fra det fundne antal mol. I det andet tilfælde skal du først beregne antallet af mol gas ud fra dets volumen, og derefter, ud fra det fundne antal mol, beregne massen af ​​gassen. Eksempel 1, Beregn hvor meget volumen (ved nul) 5,5 g kuldioxid CO* vil optage. |icoe ■= 44 g/mol V = 22,4 l/mol 0,125 mol 2,80 l Eksempel 2. Beregn massen af ​​800 ml (ved nul) kulilte CO. Løsning. |*co => 28 g/mol m « 28 g/lnm 0,036 did* =» 1,000 g Hvis massen af ​​en gas ikke er udtrykt i gram, men i kilogram eller tons, og dens rumfang ikke er udtrykt i liter eller milliliter , men i kubikmeter , så er en to-fold tilgang til disse beregninger mulig: enten opdele højere mål i lavere, eller beregne ae med mol og med kilogram-molekyler eller ton-molekyler, ved at bruge følgende forhold: under normal betingelser 1 kilogram-molekyle-22.400 l/kmol, 1 ton molekyle - 22.400 m*/tmol. Dimensioner: kilogram-molekyle - kg/kmol, ton-molekyle - t/tmol. Eksempel 1. Beregn rumfanget af 8,2 tons ilt. Løsning. 1 ton-molekyle Oa » 32 t/tmol. Vi finder antallet af ton iltmolekyler indeholdt i 8,2 tons ilt: 32 t/tmol ** 0,1 Vi beregner volumen af ​​ilt: Uo, = 22.400 m*/tmol 0,1 t/mol = 2240 l" Eksempel 2. Beregn masse på 1000 -k* ammoniak (ved standardbetingelser). Løsning. Vi beregner antallet af ton-molekyler i den angivne mængde ammoniak: "-stag5JT-0,045 t/mol Vi beregner massen af ​​ammoniak: 1 ton-molekyle NH, 17 t/mol tyv, = 17 t/mol 0,045 t/ mol * 0,765 t Generelt princip for beregninger, der vedrører gasblandinger, er, at beregninger vedrørende individuelle komponenter udføres separat, og derefter opsummeres resultaterne. Eksempel 1. Beregn, hvor meget volumen det vil optage under normale forhold. gasblanding, bestående af 140 g nitrogen og 30 g hydrogen. Løsning. Vi beregner antallet af mol nitrogen og brint indeholdt i blandingen (nr. "= 28 e/mol; cn, = 2 g/mol): 140 £ 30 i 28 g/mol W I alt 20 mol. GRAM MOLEKYLÆR VOLUMEN AF GAS Beregn volumenet af blandingen: Indeholdt i 22"4 AlnoAb 20 mol « 448 l Eksempel 2. Beregn massen af ​​114 blanding (ved nul) af carbonmonoxid og carbondioxid, hvis volumetriske sammensætning er udtrykt ved forholdet: /lso: /iso, = 8:3. Løsning. Ved den angivne sammensætning vi finder rumfanget af hver gas ved metoden med proportional division, hvorefter vi beregner det tilsvarende antal mol: t/ II l» 8 Q »» 11 J 8 Q Kcoe 8 + 3 8 * Va>"a & + & * VCQM grfc -0"36 ^- grfc "" 0,134 zhas * Beregning af! massen af ​​hver af gasserne ud fra det fundne antal mol af hver af dem. 1 "co 28 g/mol jico moo " 28 e! mol 0,36 mol "Syd tso = 44 e/zham" - 0,134 "au> - 5,9 g Ved at tilføje de fundne masser af hver af komponenterne, finder vi massen af ​​blandingen: t^m = 10. g -f 5,9 g = 15,9 e Beregning af gassens molekylmasse pr. gram -molekylært volumen Vi diskuterede ovenfor metoden til at beregne molekylmassen af ​​en gas ved relativ massefylde Nu vil vi overveje metoden til at beregne molekylmassen af en gas efter gram-molekylært volumen Når vi beregner, antager vi, at massen og volumen af ​​en gas er direkte proportional med hinanden - molekylvolumen af ​​en gas er til dens gram-molekylære masse, som udtrykkes i matematisk form som følger: molekylær masse. Derfor _ Uiol t r? Lad os overveje beregningsmetoden ved hjælp af et specifikt eksempel. "Eksempel. Massen af ​​34$ ju gas ved 740 mm Hg, pi og 21 ° C er lig med 0,604 g. Beregn gassens molekylmasse. Løsning. For at løse skal du kende gram-molekylvolumenet af Derfor, før du fortsætter med beregningerne, skal du stoppe ved et bestemt gram-molekylært volumen af ​​gassen, som er lig med 22,4 l/mol af gas angivet i problemformuleringen skal reduceres til normale forhold. Men du kan tværtimod beregne det gram-molekylære volumen af ​​gas under de betingelser, der er angivet i opgaven. Med den første beregningsmetode opnås følgende design : 740 * mHg 340 ml - 273 grader ^ Q ^ 0 760 mm Hg 294 grader ™ 1 l/mol 0,604 v _ s i,pya -tp-8 = 44 g, M0Аb find: V - 22 "4 A! mol Nr. mm Hg -29A grader 0A77 l1ylv. Uiol 273 vrad 740 mm Hg ~ R*0** I begge tilfælde beregner vi massen af ​​et grammolekyle, men da grammolekylet er numerisk lig med molekylmassen, finder vi derved molekylmassen.

Sammen med masse og volumen i kemiske beregninger Ofte bruges en stofmængde, der er proportional med antallet af strukturelle enheder i stoffet. I hvert enkelt tilfælde skal det angives, hvilke strukturelle enheder (molekyler, atomer, ioner osv.) der menes. Mængdenheden for et stof er muldvarpen.

Mol er mængden af ​​stof, der indeholder lige så mange molekyler, atomer, ioner, elektroner eller andre strukturelle enheder, som der er atomer i 12 g af 12C-kulstofisotopen.

Antallet af strukturelle enheder indeholdt i 1 mol af et stof (Avogadros konstant) bestemmes med stor nøjagtighed; i praktiske beregninger tages det lig med 6,02 1024 mol -1.

Det er ikke svært at vise, at massen af ​​1 mol af et stof (molær masse), udtrykt i gram, er numerisk lig med den relative molekylvægt af dette stof.

Således er den relative molekylvægt (eller kort sagt molekylvægt) af frit klor C1g 70,90. Derfor er den molære masse af molekylært klor 70,90 g/mol. Molmassen af ​​kloratomer er dog halvt så meget (45,45 g/mol), da 1 mol Cl-klormolekyler indeholder 2 mol kloratomer.

Ifølge Avogadros lov, lige store volumener Enhver gas taget ved samme temperatur og samme tryk indeholder det samme antal molekyler. Med andre ord optager det samme antal molekyler af enhver gas det samme volumen under de samme forhold. Samtidig indeholder 1 mol af enhver gas det samme antal molekyler. Følgelig optager 1 mol af enhver gas under de samme betingelser det samme volumen. Dette volumen kaldes gassens molære volumen og er under normale forhold (0°C, tryk 101, 425 kPa) lig med 22,4 liter.

For eksempel betyder udsagnet "luftens kuldioxidindhold er 0,04 % (vol.)", at ved et partialtryk af CO 2 svarende til lufttrykket og ved samme temperatur vil kuldioxiden i luften tage op 0,04 % af det samlede volumen optaget af luft.

Test opgave

1. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NH 4 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

2. Udtryk massen af ​​et svovldioxid-molekyle i gram.

4. Hvor mange molekyler er der i 5,00 ml klor under standardbetingelser?

4. Hvilket volumen er under normale forhold optaget af 27 10 21 gasmolekyler?

5. Udtryk massen af ​​et NO 2 molekyle i gram -

6. Hvad er forholdet mellem de rumfang, der optages af 1 mol O2 og 1 mol Oz (betingelserne er de samme)?

7. Lige masser af ilt, brint og metan tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

8. På spørgsmålet om, hvor meget volumen 1 mol vand vil optage under normale forhold, var svaret: 22,4 liter. Er dette det rigtige svar?

9. Udtryk massen af ​​et HCl-molekyle i gram.

Hvor mange molekyler kuldioxid er der i 1 liter luft, hvis det volumetriske indhold af CO 2 er 0,04 % (normale forhold)?

10. Hvor mange mol er der indeholdt i 1 m 4 af enhver gas under normale forhold?

11. Udtryk i gram massen af ​​et molekyle H 2 O-

12. Hvor mange mol ilt er der i 1 liter luft, hvis rumfanget

14. Hvor mange mol nitrogen er der i 1 liter luft, hvis dets volumetriske indhold er 78 % (normale forhold)?

14. Lige masser af ilt, brint og nitrogen tages under samme forhold. Find forholdet mellem mængderne af gasser, der tages.

15. Sammenlign antallet af molekyler indeholdt i 1 g NO 2 og i 1 g N 2. I hvilket tilfælde og hvor mange gange er antallet af molekyler større?

16. Hvor mange molekyler er indeholdt i 2,00 ml brint under standardbetingelser?

17. Udtryk i gram massen af ​​et molekyle H 2 O-

18. Hvilket volumen optages af 17 10 21 gasmolekyler under normale forhold?

HASTIGHED AF KEMISKE REAKTIONER

Ved definition af begrebet fart kemisk reaktion det er nødvendigt at skelne mellem homogene og heterogene reaktioner. Hvis der sker en reaktion i et homogent system, for eksempel i en opløsning eller i en blanding af gasser, så sker den i hele systemets volumen. Hastighed af homogen reaktion er mængden af ​​et stof, der reagerer eller dannes som følge af en reaktion pr. tidsenhed pr. volumenenhed af systemet. Da forholdet mellem antallet af mol af et stof og det rumfang, det er fordelt i, er stoffets molære koncentration, kan hastigheden af ​​en homogen reaktion også defineres som ændring i koncentration pr. tidsenhed af et hvilket som helst af stofferne: startreagenset eller reaktionsproduktet. For at sikre, at beregningsresultatet altid er positivt, uanset om det er baseret på et reagens eller et produkt, bruges tegnet "±" i formlen:

Afhængigt af reaktionens art kan tiden udtrykkes ikke kun i sekunder, som krævet af SI-systemet, men også i minutter eller timer. Under reaktionen er størrelsen af ​​dens hastighed ikke konstant, men ændres løbende: den falder, efterhånden som koncentrationerne af udgangsstofferne falder. Ovenstående beregning giver gennemsnitsværdien af ​​reaktionshastigheden over et bestemt tidsinterval Δτ = τ 2 – τ 1. Sand (øjeblikkelig) hastighed er defineret som den grænse, som forholdet Δ har tendens til MED/ Δτ ved Δτ → 0, dvs. den sande hastighed er lig med den afledte af koncentrationen med hensyn til tid.

For en reaktion, hvis ligning indeholder støkiometriske koefficienter, der adskiller sig fra enhed, er hastighedsværdierne udtrykt i form af forskellige stoffer, er ikke de samme. For eksempel, for reaktionen A + 4B = D + 2E, er forbruget af stof A et mol, det af stof B er tre mol, og forsyningen af ​​stof E er to mol. Derfor υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) =½ υ (E) eller υ (E). = ⅔ υ (IN) .

Hvis der opstår en reaktion mellem stoffer placeret i forskellige faser af et heterogent system, kan det kun ske i grænsefladen mellem disse faser. For eksempel sker interaktionen mellem en syreopløsning og et metalstykke kun på overfladen af ​​metallet. Hastighed af heterogen reaktion er mængden af ​​et stof, der reagerer eller dannes som et resultat af en reaktion pr. tidsenhed pr. grænsefladeoverflade:

.

Afhængigheden af ​​hastigheden af ​​en kemisk reaktion af koncentrationen af ​​reaktanter er udtrykt ved loven aktive masser: ved en konstant temperatur er hastigheden af ​​en kemisk reaktion direkte proportional med produktet af de molære koncentrationer af de reagerende stoffer forhøjet til potenser svarende til koefficienterne i formlerne for disse stoffer i reaktionsligningen. Så til reaktionen

2A + B → produkter

forholdet er gyldigt υ ~ · MED A 2 · MED B, og for overgang til ligestilling indføres en proportionalitetskoefficient k, hedder reaktionshastighedskonstant:

υ = k· MED A 2 · MED B = k·[A] 2 ·[B]

(molære koncentrationer i formler kan angives med bogstavet MED med det tilsvarende indeks og formlen for stoffet omgivet af firkantede parenteser). Den fysiske betydning af reaktionshastighedskonstanten er reaktionshastigheden ved koncentrationer af alle reaktanter lig med 1 mol/l. Dimensionen af ​​reaktionshastighedskonstanten afhænger af antallet af faktorer på højre side af ligningen og kan være c –1 ; s -1 -(l/mol); s –1 · (l 2 /mol 2) osv., det vil sige sådan, at reaktionshastigheden under alle omstændigheder i beregninger er udtrykt i mol · l –1 · s –1.

For heterogene reaktioner inkluderer ligningen for massevirkningsloven kun koncentrationerne af de stoffer, der er i gasfasen eller i opløsning. Koncentrationen af ​​et stof i den faste fase er en konstant værdi og er inkluderet i hastighedskonstanten, for eksempel for forbrændingsprocessen af ​​kul C + O 2 = CO 2, er loven om massevirkning skrevet:

υ = kI·konst··= k·,

Hvor k= kI konst.

I systemer, hvor et eller flere stoffer er gasser, afhænger reaktionshastigheden også af tryk. For eksempel, når brint interagerer med joddamp H 2 + I 2 = 2HI, vil hastigheden af ​​den kemiske reaktion blive bestemt af udtrykket:

υ = k··.

Hvis du øger trykket, for eksempel med 4 gange, vil det volumen, der er optaget af systemet, falde med samme mængde, og følgelig vil koncentrationerne af hvert af de reagerende stoffer stige med samme mængde. Reaktionshastigheden i dette tilfælde vil stige 9 gange

Reaktionshastighedens afhængighed af temperaturen beskrevet af van't Hoffs regel: for hver 10 graders temperaturstigning øges reaktionshastigheden 2-4 gange. Det betyder, at når temperaturen stiger aritmetisk progression hastigheden af ​​en kemisk reaktion stiger eksponentielt. Grundlaget i progressionsformlen er temperaturkoefficient for reaktionshastighedγ, der viser hvor mange gange hastigheden af ​​en given reaktion stiger (eller, som er det samme, hastighedskonstanten) med en stigning i temperaturen med 10 grader. Matematisk er Van't Hoffs regel udtrykt ved formlerne:

eller

hvor og er reaktionshastighederne henholdsvis ved initialen t 1 og sidste t 2 temperaturer. Van't Hoffs regel kan også udtrykkes ved følgende relationer:

; ; ; ,

hvor og er henholdsvis hastigheden og hastighedskonstanten for reaktionen ved temperatur t; og – de samme værdier ved temperatur t +10n; n– antal "ti graders" intervaller ( n =(t 2 –t 1)/10), hvormed temperaturen har ændret sig (kan være et heltal eller et brøktal, positivt eller negativt).

Test opgave

1. Find værdien af ​​hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stoffer A og B lig med henholdsvis 0,05 og 0,01 mol/l, er reaktionshastigheden 5 10 -5 mol/(l) -min).

2. Hvor mange gange vil reaktionshastigheden 2A + B -> A2B ændre sig, hvis koncentrationen af ​​stof A øges med 2 gange, og koncentrationen af ​​stof B reduceres med 2 gange?

4. Hvor mange gange skal koncentrationen af ​​stoffet, B 2 i systemet 2A 2 (g) + B 2 (g) = 2A 2 B (g), øges, så når koncentrationen af ​​stof A falder med 4 gange , ændres hastigheden af ​​den direkte reaktion ikke ?

4. Nogen tid efter starten af ​​reaktionen 3A+B->2C+D var koncentrationerne af stoffer: [A] =0,04 mol/l; [B] = 0,01 mol/l; [C] = 0,008 mol/l. Hvad er startkoncentrationerne af stoffer A og B?

5. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,04 til 0,12 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,02 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af ​​den fremadrettede reaktion?

6. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,04 mol/l, [B] o = 0,05 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,4. Find starthastighed reaktioner og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af ​​stof A falder med 0,01 mol/l.

7. Hvordan vil reaktionshastigheden 2CO + O2 = 2CO2, der forekommer i en lukket beholder, ændre sig, hvis trykket fordobles?

8. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 100 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

9. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet øges med 4 gange;

10. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis systemets volumen reduceres med 4 gange?

11. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis koncentrationen af ​​NO øges med 4 gange?

12. Hvad er temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden, hvis reaktionshastigheden ved en temperaturstigning på 40 grader

stiger med 15,6 gange?

14. . Find værdien af ​​hastighedskonstanten for reaktionen A + B -> AB, hvis ved koncentrationer af stoffer A og B lig med henholdsvis 0,07 og 0,09 mol/l, er reaktionshastigheden 2,7 10 -5 mol/(l-min. ).

14. Reaktionen mellem stofferne A og B er udtrykt ved ligningen: A + 2B → C. Begyndelseskoncentrationerne er: [A] 0 = 0,01 mol/l, [B] o = 0,04 mol/l. Reaktionshastighedskonstanten er 0,5. Find den indledende reaktionshastighed og reaktionshastigheden efter nogen tid, når koncentrationen af ​​stof A falder med 0,01 mol/l.

15. Hvordan vil reaktionshastigheden 2NO(r.) + 0 2 (g.) → 2N02(r.) ændre sig, hvis trykket i systemet fordobles;

16. I systemet CO + C1 2 = COC1 2 blev koncentrationen øget fra 0,05 til 0,1 mol/l, og klorkoncentrationen blev øget fra 0,04 til 0,06 mol/l. Hvor mange gange steg hastigheden af ​​den fremadrettede reaktion?

17. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 20 °C til 80 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 2.

18. Beregn, hvor mange gange reaktionshastigheden vil stige, hvis systemets temperatur øges fra 40 °C til 90 °C, idet værdien af ​​temperaturkoefficienten for reaktionshastigheden er lig med 4.

KEMISK BÆNDING. DANNING OG STRUKTUR AF MOLEKYLER

1. Hvilke typer kemiske bindinger kender du? Giv et eksempel på dannelsen af ​​en ionbinding ved brug af valensbindingsmetoden.

2. Hvilken kemisk binding kaldet kovalent? Hvad er karakteristisk for den kovalente type binding?

4. Hvilke egenskaber er karakteriseret ved en kovalent binding? Vis dette med konkrete eksempler.

4. Hvilken type kemisk binding er der i H2-molekyler; Cl2HC1?

5.Hvad er arten af ​​bindingerne i molekyler? NCI 4 CS 2, CO 2? Angiv for hver af dem retningen for forskydning af det fælles elektronpar.

6. Hvilken kemisk binding kaldes ionisk? Hvad er karakteristisk for den ioniske type binding?

7. Hvilken type binding er der i NaCl, N 2, Cl 2 molekylerne?

8. Forestil dig alt mulige måder overlapning af s-orbital med p-orbital;. Angiv kommunikationsretningen i dette tilfælde.

9. Forklar donor-acceptor-mekanismen kovalent binding ved at bruge eksemplet med dannelsen af ​​phosphoniumion [PH 4 ]+.

10. I CO-molekyler, C0 2, er bindingen polær eller upolær? Forklare. Beskriv hydrogenbinding.

11. Hvorfor er nogle molekyler, der har polære bindinger, generelt upolære?

12.Kovalent eller ion type kommunikation er typisk for følgende forbindelser: Nal, S0 2 , KF? Hvorfor ionbinding er det begrænsende tilfælde af kovalent?

14. Hvad er metalforbindelse? Hvordan adskiller det sig fra en kovalent binding? Hvilke egenskaber af metaller bestemmer det?

14. Hvad er arten af ​​bindingerne mellem atomer i molekyler; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Hvordan kan vi forklare den høje bindingsstyrke mellem atomer i nitrogenmolekylet N2 og den væsentligt lavere styrke i fosformolekylet P4?

16 . Hvilken slags binding kaldes en hydrogenbinding? Hvorfor dannes molekyler af H2S og HC1 i modsætning til H2O og HF hydrogenbindinger ikke typisk?

17. Hvilken binding kaldes ionisk? Har en ionbinding egenskaberne mætning og retningsbestemt? Hvorfor er det et ekstremt tilfælde af kovalent binding?

18. Hvilken type binding er der i molekylerne NaCl, N 2, Cl 2?