몰량. 기체 물질의 몰 부피

물질 1몰의 질량을 몰이라고 합니다. 어떤 물질 1몰의 부피를 얼마라고 합니까? 분명히 이것은 몰 부피라고도 불립니다.

물의 몰 부피는 얼마입니까? 물 1몰을 측정했을 때 저울에 물 18g의 무게를 재지 않았습니다. 이는 불편합니다. 우리는 물의 밀도가 1g/ml라는 것을 알고 있었기 때문에 측정 도구인 실린더나 비커를 사용했습니다. 따라서 물의 몰 부피는 18 ml/mol입니다. 액체와 고체의 경우 몰 부피는 밀도에 따라 달라집니다(그림 52, a). 가스의 경우에는 다른 문제입니다(그림 52, b).

쌀. 52.
몰 부피(n.s.):
a - 액체 및 고체; b - 기체 물질

수소 H2 1몰(2g), 산소 O2 1몰(32g), 오존 O3 1몰(48g), 이산화탄소 CO2 1몰(44g), 심지어 수증기 1몰까지 취하면 예를 들어 정상과 같은 동일한 조건에서 H2 O (18 g) (화학에서는 정상 조건 (n.s.)을 0 ° C의 온도와 760 mm Hg 또는 101.3 kPa의 압력이라고 부르는 것이 일반적입니다) 1 mol의 가스는 22.4 리터와 같은 동일한 부피를 차지하고 동일한 수의 분자 (6 × 10 23)를 포함합니다.

그리고 44.8리터의 가스를 섭취한다면 그 물질의 양은 얼마나 될까요? 물론, 주어진 부피는 몰 부피의 두 배이기 때문에 2몰입니다. 따라서:

여기서 V는 가스의 부피입니다. 여기에서

몰부피는 물질의 양에 대한 물질의 부피의 비율과 같은 물리량입니다.

기체 물질의 몰 부피는 l/mol로 표시됩니다. Vm - 22.4l/mol. 1킬로몰의 부피를 킬로몰이라고 하며 m 3 /kmol(Vm = 22.4 m 3 /kmol) 단위로 측정됩니다. 따라서 밀리몰 부피는 22.4 ml/mmol입니다.

문제 1. 암모니아 NH 3 (n.s.) 33.6 m 3 의 질량을 구하십시오.

문제 2. 18 × 10 20 황화수소 H 2 S 분자의 질량과 부피(n.v.)를 구합니다.

문제를 풀 때 분자 수 18 × 10 20 에 주목합시다. 10 20 은 10 23 보다 1000배 작으므로 당연히 mmol, ml/mmol 및 mg/mmol을 사용하여 계산을 수행해야 합니다.

핵심 단어 및 문구

  1. 몰, 밀리몰 및 킬로몰 부피의 가스.
  2. (정상 조건에서) 가스의 몰 부피는 22.4 l/mol입니다.
  3. 정상적인 조건.

컴퓨터 작업

  1. 전자신청을 참고하세요. 수업 자료를 연구하고 할당된 작업을 완료하세요.
  2. 단락에 포함된 키워드와 문구의 내용을 공개하는 추가 소스 역할을 할 수 있는 이메일 주소를 인터넷에서 찾아보세요. 새로운 수업을 준비하는 데 교사에게 도움을 제공하십시오. 다음 단락의 핵심 단어와 문구에 대한 보고서를 작성하십시오.

질문 및 작업

  1. n에서 분자의 질량과 수를 구합니다. 유. a) 11.2리터의 산소; b) 5.6m 3 질소; c) 염소 22.4ml.
  2. n에서 해당 볼륨을 찾으십시오. 유. a) 수소 3g; b) 오존 96kg; c) 12 × 10 20 질소 분자.
  3. 실온에서 아르곤, 염소, 산소 및 오존의 밀도(질량 1리터)를 구합니다. 유. 동일한 조건에서 1리터에는 각 물질의 분자가 몇 개나 들어있나요?
  4. 5리터(ns)의 질량을 계산합니다. a) 산소; b) 오존; c) 이산화탄소 CO 2.
  5. 어느 것이 더 무거운지 표시하십시오: a) 이산화황(SO 2) 5리터 또는 이산화탄소(CO 2) 5리터; b) 이산화탄소(CO 2) 2리터 또는 일산화탄소(CO) 3리터.

1부

1. n에 있는 임의의 기체 1몰. 유. 22.4 리터와 동일한 부피를 차지합니다. 이 볼륨은어금니이며 Vm으로 표시됩니다.

2. 물질의 양(n) - 비율 N에서의 기체 부피 유. 몰 부피로:
n = V/Vm=> Vm은 l/mol 단위로 측정됩니다.

3. 따라서 물질의 양은

4. 필요한 계산을 수행하여 "물질의 정량적 특성" 표를 완성합니다.

2부

1. 수량의 이름과 차원 사이의 관계를 설정합니다.

2. 기본 공식 n = V/Vm의 파생인 공식을 나타냅니다.
2) V=nVm
3) Vm=V/n

3. 44.8리터(N.S.)의 이산화탄소를 포함하는 분자는 몇 개입니까? 두 가지 방법으로 문제를 해결하십시오.

4. 부피 V를 알고 있다면 분자 수 N을 찾아야 하는 문제 조건을 생각해 보세요.
부피가 67.2리터일 때 산화질소(II)의 입자 수를 구하십시오.
어떤 방법으로든 문제를 해결하세요.

5. 염소 78.4 L(no.)의 질량을 계산합니다.

6. 포스겐(COCl2) 297 g의 부피를 구하십시오.

7. 의학에서 "암모니아"로 알려진 10% 수용액인 암모니아 56리터의 질량을 계산하십시오.

8. 배운 개념을 활용하여 문제를 만들어 보세요. 컴퓨터를 사용하여 문제를 설명하는 그림을 만드십시오. 해결 방법을 제안해 보세요. 질소 22.4리터나 수소 22.4리터의 질량은 같습니다. 맞습니까? 계산으로 답을 뒷받침하세요.

여기서 m은 질량, M은 몰질량, V는 부피입니다.

4. 아보가드로의 법칙. 1811년 이탈리아 물리학자 아보가드로가 설립했습니다. 동일한 온도, 동일한 압력에서 취한 모든 기체의 동일한 부피에는 동일한 수의 분자가 포함됩니다.

따라서 물질의 양에 대한 개념을 공식화할 수 있습니다. 물질 1몰에는 6.02 * 10 23(아보가드로 상수라고 함)에 해당하는 입자 수가 포함되어 있습니다.

이 법의 결과는 다음과 같다. 정상적인 조건(P 0 =101.3 kPa 및 T 0 =298 K)에서 가스 1몰은 22.4리터에 해당하는 부피를 차지합니다.

5. 보일-마리오트 법칙

일정한 온도에서 주어진 양의 가스의 부피는 해당 가스가 위치한 압력에 반비례합니다.

6. 게이뤼삭의 법칙

일정한 압력에서 기체 부피의 변화는 온도에 정비례합니다.

V/T = 상수

7. 가스량, 압력, 온도의 관계를 표현할 수 있습니다. Boyle-Mariotte 법칙과 Gay-Lussac 법칙을 결합한 것입니다.이는 가스량을 한 조건에서 다른 조건으로 변환하는 데 사용됩니다.

P 0 , V 0 , T 0 - 정상 조건에서의 부피 및 온도 압력: P 0 =760 mm Hg. 미술. 또는 101.3kPa; T 0 =273K(00C)

8. 분자 가치의 독립적인 평가 대중 중 소위를 사용하여 수행 할 수 있습니다 이상기체 상태방정식 또는 Clapeyron-Mendeleev 방정식 :

pV=(m/M)*RT=vRT.(1.1)

어디 R -폐쇄 시스템의 가스 압력, V- 시스템의 볼륨, 티-가스 질량, 티 -절대온도, 아르 자형-보편적인 기체 상수.

상수의 값은 다음과 같습니다. 아르 자형정상 조건에서 가스 1몰을 특성화하는 값을 방정식 (1.1)에 대체하여 얻을 수 있습니다.

아르 자형 = (pV)/(T)=(101.325kPa 22.4 l)/(1몰 273K)=8.31J/mol.K)

문제 해결의 예

예시 1.가스의 양을 정상 상태로 만듭니다.



50 0 C 및 0.954×10 5 Pa의 압력에 위치한 0.4×10 -3 m 3 가스가 차지하는 부피(ns)는 얼마입니까?

해결책.가스의 양을 정상 상태로 만들려면 Boyle-Mariotte 법칙과 Gay-Lussac 법칙을 결합한 일반 공식을 사용하십시오.

pV/T = p0V0/T0.

가스의 부피(n.s.)는 다음과 같습니다. 여기서 T 0 = 273 K입니다. p 0 = 1.013 × 10 5 Pa; T = 273 + 50 = 323K;

m 3 = 0.32 × 10 -3 m 3.

(표준)에서 가스는 0.32×10 -3 m 3 과 같은 부피를 차지합니다.

예시 2.분자량으로부터 가스의 상대 밀도를 계산합니다.

수소와 공기를 기준으로 에탄 C 2 H 6 의 밀도를 계산합니다.

해결책.아보가드로의 법칙에 따르면 한 가스와 다른 가스의 상대 밀도는 분자 질량의 비율과 같습니다 ( 남) 이러한 가스 중, 즉 D=M1/M2. 만약에 남 1 C2H6 = 30, 남 2 H2 = 2, 공기의 평균 분자량은 29, 수소에 대한 에탄의 상대 밀도는 다음과 같습니다. D H2 = 30/2 =15.

공기 중 에탄의 상대 밀도: 디에어= 30/29 = 1.03, 즉 에탄은 수소보다 15배, 공기보다 1.03배 무겁습니다.

예시 3.상대 밀도에 따른 가스 혼합물의 평균 분자량 결정.

80% 메탄과 20% 산소(부피 기준)로 구성된 가스 혼합물의 평균 분자량을 수소에 대한 이들 가스의 상대 밀도를 사용하여 계산하십시오.

해결책.종종 혼합 규칙에 따라 계산이 이루어집니다. 혼합 규칙은 2성분 가스 혼합물의 가스 부피 비율이 혼합물의 밀도와 이 혼합물을 구성하는 가스의 밀도 간의 차이에 반비례한다는 것입니다. . 수소에 대한 가스 혼합물의 상대 밀도를 다음과 같이 나타내겠습니다. 디 H2. 메탄의 밀도보다 크지만 산소의 밀도보다 작습니다.

80디 H2 – 640 = 320 – 20 디 H2; 디 H2 = 9.6.

이 가스 혼합물의 수소 밀도는 9.6입니다. 가스 혼합물의 평균 분자량 중 H2 = 2 디 H2 = 9.6×2 = 19.2.

예시 4.가스의 몰 질량 계산.

13 0 C 및 1.040×10 5 Pa의 압력에서 0.327×10 -3 m 3 가스의 질량은 0.828×10 -3 kg과 같습니다. 가스의 몰 질량을 계산하십시오.

해결책.가스의 몰 질량은 Mendeleev-Clapeyron 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

어디 중- 가스의 질량; 중– 가스의 몰 질량; 아르 자형– 몰(범용) 가스 상수, 그 값은 허용된 측정 단위에 의해 결정됩니다.

압력을 Pa 단위로 측정하고 부피를 m3 단위로 측정하면 아르 자형=8.3144×103J/(kmol×K).

레슨 1.

주제: 물질의 양. 두더지

화학은 물질의 과학이다.물질을 측정하는 방법은 무엇입니까? 어떤 단위로요? 물질을 구성하는 분자에서는 이것이 매우 어렵습니다. 그램, 킬로그램 또는 밀리그램으로 표시되지만 이것이 질량을 측정하는 방법입니다. 저울로 측정되는 질량과 물질의 분자 수를 합치면 어떻게 될까요?

a) H-수소

A n = 오전 1시

1a.u.m = 1.66*10 -24g

수소 1g을 취하고 이 질량에 포함된 수소 원자의 수를 세어 봅시다(학생들에게 계산기를 사용하여 계산하게 하십시오).

N n = 1g / (1.66*10 -24) g = 6.02*10 23

b) 산소

Ao = 16 a.u.m = 16 * 1.67 * 10 -24 g

아니오 = 16g / (16 * 1.66 * 10 -24) g = 6.02 * 10 23

c) C-탄소

A c = 12a.u.m = 12*1.67*10 -24g

N c = 12g / (12* 1.66*10 -24) g = 6.02*10 23

결론을 내리자면, 크기가 원자 질량과 같지만 그램 단위로 취하는 물질의 질량을 취하면 (모든 물질에 대해) 이 물질의 원자는 항상 6.02 * 10 23이 됩니다.

H 2 O - 물

18g / (18 * 1.66 * 10 -24) g = 6.02 * 10 23 물 분자 등

N a = 6.02*10 23 - 아보가드로 수 또는 상수.

몰은 6.02 * 10 23 분자, 원자 또는 이온을 포함하는 물질의 양입니다. 구조 단위.

분자의 몰수, 원자의 몰수, 이온의 몰수가 있습니다.

n은 몰수(몰수는 종종 표시됨)입니다.
N은 원자 또는 분자의 수이고,
N a = 아보가드로 상수.

Kmol = 10 3 mol, mmol = 10 -3 mol.

멀티미디어 설치물에 아메데오 아보가드로(Amedeo Avogadro)의 초상화를 전시하고 그에 대해 간략하게 이야기하거나 학생에게 과학자의 삶에 대한 짧은 보고서를 준비하도록 지시합니다.

레슨 2.

주제: "물질의 몰 질량"

물질 1몰의 질량은 얼마입니까? (학생들이 스스로 결론을 내리는 경우가 많습니다.)

물질 1몰의 질량은 분자 질량과 동일하지만 그램으로 표시됩니다. 물질 1몰의 질량을 몰질량이라고 하며 M으로 표시합니다.

방식:

M - 몰 질량,
n - 몰수,
m은 물질의 질량입니다.

몰의 질량은 g/mol 단위로 측정되고, kmole의 질량은 kg/kmol 단위로 측정되며, mmol의 질량은 mg/mol 단위로 측정됩니다.

표를 작성합니다(표가 배포됩니다).

물질

분자 수
아니=없음

몰 질량
남=
(PSHE에 따라 계산)

두더지 수
엔()=

물질의 질량
m = 망간

5몰

H2SO4

12 ,0 4*10 26

레슨 3.

주제: 가스의 몰 부피

문제를 해결해 봅시다. 정상적인 조건에서 질량이 180g인 물의 부피를 결정하십시오.

주어진:

저것들. 밀도를 통해 액체와 고체의 부피를 계산합니다.

그러나 기체의 부피를 계산할 때 밀도를 알 필요는 없습니다. 왜?

이탈리아 과학자 아보가드로(Avogadro)는 동일한 조건(압력, 온도)에서 동일한 부피의 서로 다른 가스에는 동일한 수의 분자가 포함되어 있음을 확인했습니다. 이 진술을 아보가드로의 법칙이라고 합니다.

저것들. 동일한 조건에서 V(H 2) =V(O 2)이면 n(H 2) =n(O 2), 그 반대의 경우 동일한 조건에서 n(H 2) =n(O 2) 그러면 이들 가스의 부피는 동일할 것입니다. 그리고 물질 1몰은 항상 같은 수의 6.02 * 10 23 분자를 포함합니다.

우리는 결론을 내립니다 - 동일한 조건에서 기체의 몰수는 동일한 부피를 차지해야 합니다.

정상적인 조건(t=0, P=101.3kPa. 또는 760mmHg.)에서 모든 가스의 몰수는 동일한 부피를 차지합니다. 이 부피를 몰이라고 합니다.

Vm =22.4l/mol

1kmol은 -22.4m 3 /kmol의 부피를 차지하고, 1mmol은 -22.4ml/mmol의 부피를 차지합니다.

예시 1.(보드에서 해결 예정):

예시 2.(학생들에게 해결하도록 요청할 수 있습니다):

주어진: 해결책:

m(H2)=20g
V(H2)=?

학생들에게 테이블을 채우게 하세요.

물질

분자 수
N = n N

물질의 질량
m = 망간

두더지 수
n=

몰 질량
남=
(PSHE에 의해 결정될 수 있음)

용량
V=Vmn

가스는 연구하기에 가장 간단한 대상이므로 가스의 특성과 가스 물질 간의 반응이 가장 완벽하게 연구되었습니다. 의사결정 규칙을 더 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해 계산 작업,화학 반응 방정식을 기반으로,일반 화학에 대한 체계적인 연구를 시작할 때 이러한 법칙을 고려하는 것이 좋습니다.

프랑스 과학자 J.L. Gay-Lussac은 법을 제정했습니다. 체적 관계:

예를 들어, 염소 1리터 와 연결하다 수소 1리터 , 2리터의 염화수소 생성 ; 황산화물(IV) 2리터 ~와 연결하다 1리터의 산소는 1리터의 황산화물(VI)을 형성합니다.

이 법은 이탈리아 과학자에게 허용되었습니다. 단순 가스 분자 ( 수소, 산소, 질소, 염소 등 )로 구성 두 개의 동일한 원자 . 수소가 염소와 결합하면 분자가 원자로 분해되고 후자는 염화수소 분자를 형성합니다. 그러나 두 분자의 염화수소는 수소 한 분자와 염소 한 분자로 형성되므로 염소의 부피는 원래 기체의 부피를 합한 것과 같아야 합니다.
따라서 단순 가스 분자의 이원자적 성격에 대한 아이디어에서 진행하면 체적 관계가 쉽게 설명됩니다. H2, Cl2, O2, N2 등 ) - 이는 차례로 이러한 물질 분자의 이원자 특성을 증명하는 역할을 합니다.
가스 특성에 대한 연구를 통해 A. Avogadro는 가설을 제시할 수 있었으며, 이는 이후 실험 데이터에 의해 확인되어 아보가드로의 법칙으로 알려지게 되었습니다.

아보가드로의 법칙은 중요한 의미를 내포하고 있습니다. 결과: 동일한 조건에서 모든 기체 1몰은 동일한 부피를 차지합니다.

질량을 알면 이 부피를 계산할 수 있습니다. 1리터 가스 정상적인 조건에서 조건(n.s.), 즉 온도 273К (О°С) 그리고 압력 101,325Pa(760mmHg) , 1리터의 수소의 질량은 0.09g이고, 몰질량은 1.008 2 = 2.016g/mol입니다.. 그러면 정상적인 조건에서 수소 1몰이 차지하는 부피는 다음과 같습니다. 22.4리터

동일한 조건에서 질량 1리터 산소 1.492g ; 어금니 32g/몰 . 그러면 (ns.)에서의 산소량도 다음과 같습니다. 22.4몰

따라서:

기체의 몰부피는 물질의 부피와 해당 물질의 양의 비율입니다.

어디 V 중 - 가스의 몰 부피(치수l/몰 ); V는 시스템 물질의 부피입니다.N - 시스템 내 물질의 양. 예시 항목:V 중 가스 (잘.)=22.4ℓ/몰.

아보가드로의 법칙에 따라 기체 물질의 몰 질량이 결정됩니다. 기체 분자의 질량이 클수록 같은 부피의 기체의 질량도 커집니다. 동일한 조건에서 동일한 부피의 가스에는 동일한 수의 분자가 포함되어 있으므로 가스의 몰수가 포함됩니다. 동일한 부피의 가스 질량 비율은 몰 질량 비율과 같습니다.

어디 중 1 - 첫 번째 가스의 특정 부피의 질량; 중 2 - 두 번째 가스와 동일한 부피의 질량; 중 1 그리고 중 2 - 첫 번째 및 두 번째 가스의 몰 질량.

일반적으로 가스 밀도는 가장 가벼운 가스인 수소(표시됨)를 기준으로 결정됩니다. 디 H2 ). 수소의 몰질량은 2g/몰 . 그러므로 우리는 얻습니다.

기체 상태의 물질의 분자 질량은 수소 밀도의 두 배와 같습니다.

종종 가스의 밀도는 공기에 대해 결정됩니다. (디 비 ) . 공기는 가스의 혼합물이지만 여전히 평균 몰 질량에 대해 이야기합니다. 이는 29g/mol과 같습니다. 이 경우 몰 질량은 다음 식으로 결정됩니다. 남 = 29일 비 .

분자 질량의 결정은 단순 가스 분자가 두 개의 원자로 구성되어 있음을 보여주었습니다. (H2, F2,Cl2, O2 N2) , 불활성 가스 분자는 하나의 원자로 만들어집니다. (그, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn). 희가스의 경우 "분자"와 "원자"는 동일합니다.

보일-마리오트 법칙: 일정한 온도에서 주어진 양의 기체의 부피는 기체가 위치한 압력에 반비례합니다..여기에서 pV = 불변 ,
어디 아르 자형 - 압력, V - 가스의 양.

게이뤼삭의 법칙: 일정한 압력에서 가스 부피의 변화는 온도에 정비례합니다. 즉,
V/T = const,
어디 티 - 규모에 따른 온도 에게 (켈빈)

보일의 결합 기체 법칙 - 마리오트(Mariotte)와 게이뤼삭(Gay-Lussac):
pV/T = 상수
이 공식은 일반적으로 다른 조건에서의 가스 부피가 알려진 경우 주어진 조건에서 가스의 부피를 계산하는 데 사용됩니다. 정상 조건(또는 정상 조건)에서 전환이 이루어지면 이 공식은 다음과 같이 작성됩니다.
pV/T = p 0 V 0 /티 0 ,
어디 아르 자형 0 ,V 0 ,티 0 -정상 조건에서의 압력, 가스량 및 온도( 아르 자형 0 = 101325 파 , 티 0 = 273K V 0 =22.4ℓ/몰) .

기체의 질량과 양을 알고 있지만 부피를 계산해야 하거나 그 반대의 경우에는 다음을 사용하십시오. Mendeleev-Clayperon 방정식:

어디 N - 가스 물질의 양, mol; 중 - 질량, g; 중 - 가스의 몰 질량, g/iol ; 아르 자형 - 보편적인 기체 상수. R = 8.31J/(mol*K)



유사한 기사