Gram là khối lượng phân tử của một chất khí. Lượng chất, mol, khối lượng mol và thể tích mol

Thể tích của 1 mol chất gọi là thể tích mol Khối lượng mol của 1 mol nước = 18 g / mol 18 g nước chiếm thể tích 18 ml. Điều này có nghĩa là thể tích mol của nước là 18 ml. 18 g nước chiếm thể tích 18 ml, vì khối lượng riêng của nước là 1 g / ml KẾT LUẬN: Thể tích mol phụ thuộc vào khối lượng riêng của chất (đối với chất lỏng và chất rắn).

1 mol khí bất kỳ ở điều kiện thường chiếm cùng thể tích bằng 22,4 lít. Các điều kiện bình thường và các chỉ định của chúng n.o. (0 0 С và 760 mm Hg; 1 atm; 101,3 kPa). Thể tích khí có lượng chất là 1 mol được gọi là thể tích mol và kí hiệu là - V m

Bài giải Bài toán 1 Cho: V (NH 3) n.u. = 33,6 m 3 Tìm: m -? Giải: 1. Tính khối lượng mol của amoniac: M (NH 3) = = 17 kg / kmol

KẾT LUẬN 1. Thể tích của 1 mol chất gọi là thể tích mol V m 2. Đối với chất lỏng và chất rắn, thể tích mol phụ thuộc vào khối lượng riêng của chúng 3. V m = 22,4 l / mol 4. Điều kiện thường (nv): và áp suất 760 mm Hg, hoặc 101,3 kPa 5. Thể tích mol của chất khí được biểu thị bằng l / mol, ml / mmol,

Cùng với khối lượng và thể tích, các phép tính hóa học thường sử dụng số lượng của một chất tỷ lệ với số đơn vị cấu tạo có trong chất đó. Trong trường hợp này, trong mỗi trường hợp, cần chỉ ra các đơn vị cấu tạo (phân tử, nguyên tử, ion, v.v.) là có ý nghĩa như thế nào. Đơn vị của lượng chất là mol.

Mole là lượng chất có chứa bao nhiêu phân tử, nguyên tử, ion, electron hoặc các đơn vị cấu trúc khác có nguyên tử trong 12 g đồng vị cacbon 12C.

Số lượng đơn vị cấu trúc có trong 1 mol chất (hằng số Avogadro) được xác định với độ chính xác cao; trong tính toán thực tế, nó được lấy bằng 6,02 1024 mol -1.

Dễ dàng chứng minh rằng khối lượng của 1 mol chất (khối lượng mol), tính bằng gam, về mặt số học bằng khối lượng phân tử tương đối của chất này.

Do đó, trọng lượng phân tử tương đối (hoặc, ở dạng viết tắt, trọng lượng phân tử) của C1r clo tự do là 70,90. Do đó, khối lượng mol phân tử clo là 70,90 g / mol. Tuy nhiên, khối lượng mol nguyên tử clo bằng một nửa (45,45 g / mol), vì 1 mol phân tử clo Cl chứa 2 mol nguyên tử clo.

Theo định luật Avogadro, các thể tích bằng nhau của bất kỳ khí nào được lấy ở cùng nhiệt độ và cùng áp suất đều chứa cùng một số phân tử. Nói cách khác, cùng một số phân tử của chất khí nào thì có cùng thể tích ở cùng điều kiện. Đồng thời, 1 mol khí bất kỳ chứa cùng số phân tử. Do đó, ở cùng điều kiện, 1 mol khí nào cũng chiếm thể tích như nhau. Thể tích này được gọi là thể tích mol của khí và ở điều kiện thường (0oC, áp suất 101, 425 kPa) bằng 22,4 lít.

Ví dụ, tuyên bố "hàm lượng cacbon đioxit trong không khí là 0,04% (thể tích)" có nghĩa là ở áp suất riêng phần của CO 2 bằng áp suất không khí và ở cùng nhiệt độ, cacbon đioxit có trong không khí sẽ chiếm 0,04% tổng lượng chiếm chỗ của không khí.

Kiểm soát tác vụ

1. So sánh số phân tử có trong 1 g NH 4 và trong 1 g N 2. Trong trường hợp nào và số phân tử lớn hơn bao nhiêu lần?

2. Biểu thị khối lượng của một phân tử lưu huỳnh đioxit bằng gam.

4. Có bao nhiêu phân tử trong 5,00 ml clo ở điều kiện thường?

4. Thể tích của 27 10 21 phân tử khí ở điều kiện thường là?

5. Biểu thị bằng gam khối lượng của một phân tử NO 2 -

6. Tỉ lệ thể tích của 1 mol O 2 và 1 mol Oz (cùng điều kiện) là bao nhiêu?

7. Lấy các khí oxi, hiđro và metan có khối lượng bằng nhau ở cùng điều kiện. Tìm tỉ lệ thể tích của các khí đã lấy.

8. Khi hỏi thể tích 1 mol nước ở điều kiện thường là bao nhiêu, thì câu trả lời là: 22,4 lít. Đây có phải là câu trả lời chính xác?

9. Biểu thị khối lượng của một phân tử HCl bằng gam.

Có bao nhiêu phân tử khí cacbonic có trong 1 lít không khí nếu thể tích CO2 là 0,04% (điều kiện thường)?

10. Có bao nhiêu mol trong 1 m 4 chất khí bất kỳ ở điều kiện thường?

11. Biểu thị bằng gam khối lượng của một phân tử H 2 O-

12. Có bao nhiêu mol oxi trong 1 lít không khí, nếu thể tích

14. Có bao nhiêu mol nitơ trong 1 lít không khí nếu thể tích của nó là 78% (điều kiện thường)?

14. Lấy các chất có khối lượng bằng nhau của oxi, hiđro và nitơ ở cùng điều kiện. Tìm tỉ lệ thể tích của các khí đã lấy.

15. So sánh số phân tử có trong 1 g NO 2 và trong 1 g N 2. Trong trường hợp nào và số phân tử lớn hơn bao nhiêu lần?

16. Có bao nhiêu phân tử trong 2,00 ml hiđro ở điều kiện thường?

17. Biểu thị bằng gam khối lượng của một phân tử H 2 O-

18. Thể tích của 17 10 21 phân tử khí ở điều kiện thường là?

TỶ LỆ PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Khi xác định khái niệm tốc độ phản ứng hóa học cần phân biệt giữa phản ứng đồng thể và phản ứng dị thể. Nếu phản ứng xảy ra trong một hệ đồng thể, ví dụ, trong dung dịch hoặc trong một hỗn hợp khí, thì nó sẽ xảy ra trong toàn bộ thể tích của hệ. Tốc độ phản ứng đồng nhất là lượng chất tham gia phản ứng hoặc được tạo thành do phản ứng trong một đơn vị thời gian trong một đơn vị thể tích của hệ. Vì tỷ lệ giữa số mol của một chất với thể tích mà nó được phân bố là nồng độ mol của một chất, tốc độ của một phản ứng đồng thể cũng có thể được định nghĩa là sự thay đổi nồng độ trên một đơn vị thời gian của bất kỳ chất nào: thuốc thử ban đầu hoặc sản phẩm phản ứng... Để đảm bảo rằng kết quả của phép tính luôn dương, bất kể nó được tạo ra bởi thuốc thử hay sản phẩm, dấu “±” được sử dụng trong công thức:

Tùy thuộc vào bản chất của phản ứng, thời gian có thể được biểu thị không chỉ bằng giây, theo yêu cầu của hệ SI mà còn bằng phút hoặc giờ. Trong quá trình phản ứng, giá trị của tốc độ của nó không phải là không đổi, nhưng liên tục thay đổi: nó giảm, vì nồng độ của các chất ban đầu giảm. Tính toán trên cho giá trị trung bình của tốc độ phản ứng trong một khoảng thời gian nhất định Δτ = τ 2 - τ 1. Tốc độ thực (tức thời) được định nghĩa là giới hạn mà tỷ số Δ VỚI/ Δτ tại Δτ → 0, tức là vận tốc thực bằng đạo hàm của nồng độ theo thời gian.

Đối với một phản ứng trong phương trình có các hệ số phân vị khác nhau, các giá trị tốc độ biểu thị cho các chất khác nhau không giống nhau. Ví dụ, đối với phản ứng A + 4B = D + 2E, sự tiêu thụ chất A bằng một mol, chất B - ba mol, sự xuất hiện của chất E - hai mol. Đó là lý do tại sao υ (A) = ⅓ υ (B) = υ (D) = ½ υ (E) hoặc υ (E). = ⅔ υ (V).

Nếu phản ứng xảy ra giữa các chất trong các pha khác nhau của hệ dị thể thì phản ứng đó chỉ có thể xảy ra ở mặt phân cách giữa các pha này. Ví dụ, tương tác của một dung dịch axit và một miếng kim loại chỉ xảy ra trên bề mặt của kim loại. Tốc độ của phản ứng dị thể là lượng chất tham gia vào phản ứng hoặc được tạo thành do phản ứng trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích:

.

Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng hóa học vào nồng độ của chất phản ứng được biểu thị bằng định luật khối lượng: ở nhiệt độ không đổi, tốc độ phản ứng hóa học tỷ lệ thuận với tích nồng độ mol của các chất tham gia phản ứng, được nâng lên lũy thừa bằng hệ số trong công thức của các chất này trong phương trình phản ứng.... Sau đó cho phản ứng

2A + B → sản phẩm

mối quan hệ là đúng υ ~ · VỚI A 2 VỚI B, và để chuyển sang đẳng thức, hệ số tỷ lệ được đưa vào k gọi là hằng số tốc độ phản ứng:

υ = k· VỚI A 2 VỚI B = k· [A] 2 · [B]

(nồng độ mol trong các công thức có thể được ký hiệu bằng chữ cái VỚI với chỉ số tương ứng và công thức của chất, đặt trong dấu ngoặc vuông). Ý nghĩa vật lý của hằng số tốc độ phản ứng là tốc độ phản ứng ở nồng độ của tất cả các chất phản ứng bằng 1 mol / l. Thứ nguyên của hằng số tốc độ phản ứng phụ thuộc vào số yếu tố ở vế phải của phương trình và có thể là s –1; s –1 · (l / mol); s –1 · (l 2 / mol 2), v.v., nghĩa là, trong mọi trường hợp, trong các phép tính, tốc độ phản ứng được biểu thị bằng mol · l –1 · s –1.

Đối với phản ứng dị thể, phương trình của định luật khối lượng chỉ bao gồm nồng độ của những chất ở trong pha khí hoặc trong dung dịch. Nồng độ của một chất trong pha rắn là một giá trị không đổi và được tính vào hằng số tốc độ, ví dụ, đối với quá trình cháy của than C + O 2 = CO 2, định luật khối lượng được viết:

υ = k tôi Const = k·,

ở đâu k= k tôi Hăng sô.

Trong hệ thống mà một hoặc nhiều chất là chất khí, tốc độ phản ứng cũng phụ thuộc vào áp suất. Ví dụ, khi hiđro tương tác với hơi iot H 2 + I 2 = 2HI, tốc độ của phản ứng hóa học sẽ được xác định bằng biểu thức:

υ = k··.

Ví dụ, nếu tăng áp suất lên 4 lần, thì thể tích chiếm dụng của hệ sẽ giảm đi cùng một lượng, và do đó, nồng độ của mỗi chất phản ứng sẽ tăng lên cùng một lượng. Tốc độ phản ứng trong trường hợp này sẽ tăng lên 9 lần.

Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nhiệt độđược mô tả bởi quy tắc Van't Hoff: khi nhiệt độ tăng lên cứ 10 độ thì tốc độ phản ứng tăng lên 2-4 lần.... Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng theo cấp số cộng, tốc độ của phản ứng hóa học tăng theo cấp số nhân. Cơ sở trong công thức lũy tiến là hệ số nhiệt độ tốc độ phản ứngγ, cho biết tốc độ của một phản ứng nhất định (hoặc tương tự, hằng số tốc độ) tăng lên bao nhiêu lần khi nhiệt độ tăng thêm 10 độ. Về mặt toán học, quy tắc Van't Hoff được thể hiện bằng các công thức:

hoặc

trong đó và các tốc độ phản ứng, tương ứng, tại thời điểm ban đầu NS 1 và cuối cùng NS 2 nhiệt độ. Quy tắc của Van't Hoff cũng có thể được thể hiện bằng các tỷ lệ sau:

; ; ; ,

trong đó và lần lượt là tốc độ và hằng số tốc độ của phản ứng ở nhiệt độ NS; và - các giá trị giống nhau ở nhiệt độ NS +10n; n- số khoảng "mười độ" ( n =(NS 2 –NS 1) / 10), theo đó nhiệt độ đã thay đổi (có thể là một số nguyên hoặc phân số, dương hoặc âm).

Kiểm soát tác vụ

1. Tìm giá trị của hằng số tốc độ phản ứng A + B -> AB, nếu ở nồng độ của các chất A và B lần lượt bằng 0,05 và 0,01 mol / l thì tốc độ phản ứng là 5 10-5 mol / (l- tối thiểu).

2. Tốc độ phản ứng 2A + B -> A2B sẽ thay đổi bao nhiêu lần nếu tăng nồng độ chất A lên 2 lần và giảm nồng độ chất B đi 2 lần?

4. Phải tăng nồng độ của chất đó lên bao nhiêu lần thì В 2 trong hệ 2А 2 (г) + В 2 (г) = 2А 2 В (г), để khi nồng độ của chất A giảm đi 4 lần. , tốc độ của phản ứng trực tiếp không thay đổi?

4. Một thời gian sau khi bắt đầu phản ứng 3A + B-> 2C + D, nồng độ các chất là: [A] = 0,04 mol / l; [B] = 0,01 mol / l; [C] = 0,008 mol / L. Nồng độ ban đầu của các chất A và B là?

5. Trong hệ thống CO + C1 2 = COC1 2, nồng độ được tăng từ 0,04 lên 0,12 mol / l, và nồng độ clo - từ 0,02 đến 0,06 mol / l. Tốc độ của phản ứng trực tiếp đã tăng lên bao nhiêu lần?

6. Phản ứng giữa chất A và chất B được biểu diễn theo phương trình: A + 2B → C. Nồng độ ban đầu là: [A] 0 = 0,04 mol / l, [B] o = 0,05 mol / l. Hằng số tốc độ phản ứng là 0,4. Tìm tốc độ phản ứng ban đầu và tốc độ phản ứng sau một thời gian nhất định, khi nồng độ chất A giảm 0,01 mol / L.

7. Tốc độ của phản ứng 2СO + О2 = 2СО2 trong bình kín sẽ thay đổi như thế nào nếu áp suất tăng gấp đôi?

8. Tính tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ của hệ từ 20 ° С đến 100 ° С, lấy giá trị của hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng bằng 4.

9. Tốc độ phản ứng sẽ thay đổi như thế nào 2NO (r.) + 0 2 (g) → 2N02 (r.), Nếu tăng áp suất trong hệ lên 4 lần;

10. Tốc độ phản ứng 2NO (r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) Sẽ thay đổi như thế nào nếu giảm khối lượng của hệ đi 4 lần?

11. Tốc độ phản ứng 2NO (r.) + 0 2 (g.) → 2N02 (r.) Sẽ thay đổi như thế nào nếu tăng nồng độ NO lên 4 lần?

12. Hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng là bao nhiêu nếu khi nhiệt độ tăng thêm 40 độ, tốc độ phản ứng

tăng 15,6 lần?

mười bốn. . Tìm giá trị của hằng số tốc độ phản ứng A + B -> AB, nếu ở nồng độ của các chất A và B lần lượt bằng 0,07 và 0,09 mol / l thì tốc độ phản ứng là 2,7 10-5 mol / (l-min) .

14. Phản ứng giữa chất A và B được biểu diễn theo phương trình: A + 2B → C. Nồng độ ban đầu là: [A] 0 = 0,01 mol / l, [B] o = 0,04 mol / l. Hằng số tốc độ phản ứng là 0,5. Tìm tốc độ phản ứng ban đầu và tốc độ phản ứng sau một thời gian nhất định, khi nồng độ chất A giảm 0,01 mol / L.

15. Tốc độ phản ứng sẽ thay đổi như thế nào 2NO (r.) + 0 2 (g) → 2N02 (r.), Nếu áp suất trong hệ tăng gấp đôi;

16. Trong hệ thống CO + C1 2 = COC1 2, nồng độ được tăng từ 0,05 lên 0,1 mol / l, và nồng độ clo - từ 0,04 đến 0,06 mol / l. Tốc độ của phản ứng trực tiếp đã tăng lên bao nhiêu lần?

17. Tính tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ của hệ từ 20 ° С đến 80 ° С, lấy giá trị của hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng bằng 2.

18. Tính tốc độ phản ứng tăng lên bao nhiêu lần nếu tăng nhiệt độ của hệ từ 40 ° С đến 90 ° С, lấy giá trị của hệ số nhiệt độ của tốc độ phản ứng bằng 4.

LIÊN KẾT HÓA HỌC. SỰ HÌNH THÀNH VÀ CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT LẠNH

1. Em biết những loại liên kết hóa học nào? Cho ví dụ về sự hình thành liên kết ion theo phương pháp liên kết hoá trị.

2. Liên kết hóa học nào được gọi là cộng hóa trị? Đặc điểm của kiểu liên kết cộng hoá trị là gì?

4. Liên kết cộng hoá trị có những tính chất gì? Hãy thể hiện điều này bằng các ví dụ cụ thể.

4. Loại liên kết hóa học nào trong phân tử H2; Cl 2 HC1?

5. Bản chất của các liên kết trong phân tử là gì NCI 4, CS 2, CO 2? Cho biết chiều dịch chuyển của từng cặp electron chung.

6. Liên kết hóa học nào được gọi là liên kết ion? Đặc điểm của loại liên kết ion là gì?

7. Loại liên kết trong phân tử NaCl, N 2, Cl 2 là gì?

8. Hãy vẽ tất cả các cách xen phủ obitan s với obitan p; Cho biết hướng của kết nối trong trường hợp này.

9. Giải thích cơ chế cho-nhận của liên kết cộng hóa trị bằng ví dụ về sự hình thành ion photphonium [PH 4] +.

10. Trong phân tử CO, CO2, liên kết có cực hay không cực? Giải thích. Mô tả liên kết hiđro.

11. Tại sao một số phân tử có liên kết phân cực nói chung là không phân cực?

12. Kiểu liên kết cộng hóa trị hay ion là đặc điểm của các hợp chất sau: Nal, S0 2, KF? Tại sao liên kết ion là trường hợp giới hạn của cộng hóa trị?

14. Liên kết kim loại là gì? Nó khác với liên kết cộng hóa trị như thế nào? Nó xác định những tính chất nào của kim loại?

14. Bản chất của liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử là gì; KHF 2, H 2 0, HNO ?

15. Làm thế nào để giải thích độ bền cao của liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử nitơ N 2 và ít hơn nhiều trong phân tử photpho P 4?

16. Loại liên kết nào được gọi là liên kết hiđro? Tại sao sự hình thành liên kết hydro không đặc trưng cho phân tử H2S và HC1, ngược lại với H2O và HF?

17. Liên kết nào được gọi là ion? Liên kết ion có tính chất bão hòa và tính định hướng không? Tại sao nó là một trường hợp cực đoan của liên kết cộng hóa trị?

18. Loại liên kết trong phân tử NaCl, N 2, Cl 2 là gì?

Vật lý phân tử nghiên cứu các thuộc tính của các cơ thể, được hướng dẫn bởi hành vi của các phân tử riêng lẻ. Tất cả các quá trình nhìn thấy đều xảy ra ở mức độ tương tác của các hạt nhỏ nhất, những gì chúng ta nhìn thấy bằng mắt thường chỉ là hệ quả của những kết nối sâu sắc vi tế này.

Liên hệ với

Các khái niệm cơ bản

Vật lý phân tử đôi khi được xem như một phần bổ sung lý thuyết cho nhiệt động lực học. Được thành lập sớm hơn nhiều, nhiệt động lực học tham gia vào việc nghiên cứu sự truyền nhiệt vào cơ thể, theo đuổi các mục tiêu thực tế thuần túy. Cô ấy không đưa ra nền tảng lý thuyết, chỉ mô tả kết quả của các thí nghiệm. Các khái niệm cơ bản của vật lý phân tử xuất hiện muộn hơn, vào thế kỷ 19.

Cô nghiên cứu sự tương tác của các vật thể ở cấp độ phân tử, được hướng dẫn bởi phương pháp thống kê, phương pháp này xác định các dạng chuyển động hỗn loạn của các hạt - phân tử tối thiểu. Vật lý phân tử và nhiệt động lực học bổ sung cho nhau, xem xét các quy trình từ các quan điểm khác nhau. Trong trường hợp này, nhiệt động lực học không liên quan đến các quá trình nguyên tử, chỉ đề cập đến các cơ thể vĩ mô, và vật lý phân tử, ngược lại, xem xét bất kỳ quá trình nào một cách chính xác từ quan điểm về sự tương tác của các đơn vị cấu trúc riêng lẻ.

Tất cả các khái niệm và quy trình đều có ký hiệu riêng và được mô tả bằng các công thức đặc biệt thể hiện rõ ràng nhất sự tương tác và phụ thuộc của các tham số nhất định với nhau. Các quá trình và hiện tượng giao nhau trong các biểu hiện của chúng, các công thức khác nhau có thể chứa các giá trị giống nhau và được thể hiện theo những cách khác nhau.

Lượng chất

Khối lượng của một chất xác định mối quan hệ giữa (khối lượng) và số phân tử mà khối lượng này chứa. Thực tế là các chất khác nhau có cùng khối lượng có số hạt tối thiểu khác nhau. Các quá trình diễn ra ở cấp độ phân tử chỉ có thể được hiểu khi xem xét số lượng đơn vị nguyên tử tham gia vào các tương tác. Đơn vị đo lượng chất,được thông qua trong hệ thống SI, - nốt ruồi.

Chú ý! Một mol luôn chứa cùng một lượng hạt tối thiểu. Số này được gọi là số Avogadro (hoặc hằng số) và bằng 6,02 × 1023.

Hằng số này được sử dụng trong các trường hợp tính toán yêu cầu tính đến cấu trúc hiển vi của một chất nhất định. Đối phó với số lượng phân tử là rất khó, vì bạn phải hoạt động với số lượng lớn, vì vậy một mol được sử dụng - một con số xác định số lượng hạt trên một đơn vị khối lượng.

Công thức xác định lượng chất:

Việc tính toán lượng của một chất được thực hiện trong các trường hợp khác nhau, được sử dụng trong nhiều công thức và là một giá trị quan trọng trong vật lý phân tử.

Áp suất khí ga

Áp suất chất khí là một đại lượng quan trọng không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn có ý nghĩa thực tiễn. Hãy xem xét công thức áp suất khí được sử dụng trong vật lý phân tử, với các giải thích cần thiết để hiểu rõ hơn.

Để tạo ra công thức, bạn sẽ phải thực hiện một số đơn giản hóa. Phân tử là những hệ thống phức tạp có cấu trúc nhiều tầng. Để đơn giản, ta sẽ coi các hạt khí trong một bình nào đó là những quả cầu đồng chất đàn hồi không tương tác với nhau (khí lý tưởng).

Tốc độ chuyển động của các hạt tối thiểu cũng sẽ được coi là như nhau. Sau khi đưa ra những cách đơn giản hóa như vậy, không làm thay đổi nhiều vị trí thực, có thể rút ra định nghĩa sau: áp suất khí là lực do tác động của các phân tử khí lên thành bình.

Đồng thời, có tính đến tính ba chiều của không gian và sự hiện diện của hai hướng của mỗi chiều, có thể giới hạn số lượng các đơn vị cấu trúc tác động lên các bức tường, là 1/6 phần.

Do đó, bằng cách tập hợp tất cả các điều kiện và giả định này lại với nhau, chúng ta có thể suy ra công thức tính áp suất khí ở điều kiện lý tưởng.

Công thức có dạng như sau:

trong đó P là áp suất khí;

n là nồng độ của các phân tử;

K là hằng số Boltzmann (1,38 × 10-23);

Ek - phân tử khí.

Có một phiên bản khác của công thức:

P = nkT,

với n là nồng độ của các phân tử;

T là nhiệt đọ tuyệt đối.

Công thức thể tích khí

Thể tích khí là không gian mà một lượng khí nhất định chiếm trong những điều kiện nhất định. Ngược lại với chất rắn, có thể tích không đổi, thực tế không phụ thuộc vào các điều kiện xung quanh, khí có thể thay đổi thể tích tùy thuộc vào áp suất hoặc nhiệt độ.

Công thức thể tích khí là phương trình Mendeleev-Clapeyron, có dạng như sau:

PV = nRT

trong đó P là áp suất khí;

V là thể tích khí;

n là số mol khí;

R là hằng số khí phổ quát;

T là nhiệt độ khí.

Sử dụng các hoán vị đơn giản nhất, ta thu được công thức tính thể tích khí:

Quan trọng! Theo định luật Avogadro, các thể tích bằng nhau của bất kỳ khí nào được đặt trong cùng một điều kiện - áp suất, nhiệt độ - sẽ luôn chứa một số lượng các hạt tối thiểu bằng nhau.

Kết tinh

Kết tinh là sự chuyển pha của một chất từ ​​trạng thái lỏng sang trạng thái rắn, tức là quá trình ngược lại của sự nóng chảy. Quá trình kết tinh xảy ra với sự giải phóng nhiệt, được yêu cầu để loại bỏ khỏi chất. Nhiệt độ trùng với điểm nóng chảy, toàn bộ quá trình được mô tả bằng công thức:

Q = λm,

trong đó Q là nhiệt lượng;

λ là nhiệt của phản ứng tổng hợp;

Công thức này mô tả cả sự kết tinh và sự nóng chảy, vì trên thực tế, chúng là hai mặt của cùng một quá trình. Để chất kết tinh, nó là cần thiết để làm mát nó xuống điểm nóng chảy của nó, và sau đó loại bỏ nhiệt lượng bằng tích của khối lượng bằng nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp (λ). Nhiệt độ không thay đổi trong quá trình kết tinh.

Có một cách hiểu khác về thuật ngữ này - kết tinh từ các dung dịch siêu bão hòa. Trong trường hợp này, lý do của sự chuyển đổi không chỉ là đạt được một nhiệt độ nhất định, mà còn là mức độ bão hòa của dung dịch với một chất nhất định. Ở một giai đoạn nhất định, số lượng các hạt chất tan trở nên quá lớn, điều này gây ra sự hình thành các đơn tinh thể nhỏ. Chúng gắn các phân tử từ dung dịch, tạo ra sự phát triển từng lớp. Tinh thể có nhiều hình dạng khác nhau tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng.

Số lượng phân tử

Dễ dàng nhất để xác định số hạt có trong một chất có khối lượng nhất định bằng công thức sau:

Do đó, số phân tử bằng:

Nghĩa là, trước hết cần phải xác định lượng của một chất trên một khối lượng nhất định. Sau đó, nó được nhân với số Avogadro, dẫn đến số lượng đơn vị cấu trúc. Đối với các hợp chất, phép tính được thực hiện bằng cách tính tổng khối lượng nguyên tử của các thành phần. Hãy xem một ví dụ đơn giản:

Hãy xác định số phân tử nước trong 3 gam. Công thức (H2O) chứa hai nguyên tử và một. Tổng khối lượng nguyên tử của hạt nước nhỏ nhất sẽ là: 1 + 1 + 16 = 18 g / mol.

Khối lượng chất có trong 3 gam nước:

Số phân tử:

1/6 x 6 x 1023 = 1023.

Công thức khối lượng phân tử

Một mol luôn chứa cùng một lượng hạt tối thiểu. Do đó, khi biết khối lượng của một mol, bạn có thể chia nó cho số phân tử (số Avogadro), dẫn đến khối lượng của một đơn vị hệ thống.

Cần lưu ý rằng công thức này chỉ áp dụng cho các phân tử vô cơ. Các phân tử hữu cơ lớn hơn nhiều, kích thước hoặc trọng lượng của chúng có ý nghĩa hoàn toàn khác nhau.

Khối lượng mol của khí

Khối lượng mol là khối lượng tính bằng kg của một mol chất... Vì một mol chứa cùng một số đơn vị cấu tạo nên công thức khối lượng mol như sau:

M = κ × Mr

với k là hệ số tỉ lệ;

Mr là khối lượng nguyên tử của chất.

Khối lượng mol của một chất khí có thể được tính bằng phương trình Mendeleev-Clapeyron:

pV = mRT / M,

từ đó bạn có thể suy ra:

M = mRT / pV

Như vậy, khối lượng mol của một chất khí tỷ lệ thuận với tích khối lượng của chất khí theo nhiệt độ và hằng số chất khí phổ biến, và tỷ lệ nghịch với tích áp suất của chất khí và thể tích của nó.

Chú ý! Cần lưu ý rằng khối lượng mol của một chất khí với tư cách là một nguyên tố có thể khác với một chất khí, ví dụ, khối lượng mol của một nguyên tố oxy (O) là 16 g / mol, và khối lượng của oxy như một chất (O2) là 32 g / mol.

Các quy định chính của CNTT & TT.

Vật lý trong 5 phút - vật lý phân tử

Đầu ra

Các công thức chứa vật lý phân tử và nhiệt động lực học giúp bạn có thể tính toán các giá trị định lượng của tất cả các quá trình xảy ra với chất rắn và chất khí. Việc tính toán như vậy là cần thiết cả trong nghiên cứu lý thuyết và thực hành, vì chúng góp phần giải quyết các vấn đề thực tiễn.

Thể tích mol của một chất khí bằng tỉ số giữa thể tích của chất khí đó với số chất của chất khí này, tức là

V m = V (X) / n (X),

trong đó V m - thể tích mol của khí - không đổi đối với khí bất kỳ ở điều kiện đã cho;

V (X) - thể tích khí X;

n (X) là lượng chất trong khí X.

Thể tích mol của các khí ở điều kiện thường (áp suất thường p n = 101 325 Pa ≈ 101,3 kPa và nhiệt độ T n = 273,15 K ≈ 273 K) là V m = 22,4 l / mol.

Các định luật của khí lý tưởng

Trong các phép tính liên quan đến chất khí, thường phải chuyển từ điều kiện đã cho sang điều kiện bình thường, hoặc ngược lại. Trong trường hợp này, thật tiện lợi khi sử dụng công thức sau đây từ định luật khí kết hợp của Boyle-Mariotte và Gay-Lussac:

pV / T = p n V n / T n

Trong đó p là áp suất; V là thể tích; T là nhiệt độ trên thang Kelvin; chỉ số dưới "n" cho biết điều kiện bình thường.

Khối lượng phần

Thành phần của hỗn hợp khí thường được biểu thị bằng cách sử dụng phần thể tích - tỷ lệ giữa thể tích của một thành phần nhất định với tổng thể tích của hệ, tức là

φ (X) = V (X) / V

trong đó φ (X) là phần thể tích của thành phần X;

V (X) là thể tích của thành phần X;

V là thể tích của hệ.

Phần thể tích là một đại lượng không có thứ nguyên, nó được biểu thị bằng đơn vị phân số hoặc phần trăm.

Ví dụ 1. Khối lượng amoniac nặng 51 g ở nhiệt độ 20 ° C và áp suất 250 kPa sẽ là bao nhiêu?

Ví dụ 2. Xác định thể tích sẽ thu được ở điều kiện thường một hỗn hợp khí gồm hiđro nặng 1,4 g và nitơ nặng 5,6 g.

Quy luật quan hệ thể tích

Làm thế nào để giải quyết vấn đề bằng cách sử dụng "Định luật của quan hệ tích"?

Định luật tỉ lệ thể tích: thể tích các khí tham gia phản ứng liên hệ với nhau là những số nguyên nhỏ bằng các hệ số trong phương trình phản ứng.

Các hệ số trong các phương trình phản ứng cho biết số thể tích của các chất tham gia phản ứng và các chất ở thể khí được tạo thành.

Thí dụ. Tính thể tích không khí cần dùng để đốt cháy 112 lít axetilen.

1. Ta lập phương trình phản ứng:

2. Dựa vào định luật tỉ số thể tích, ta tính được thể tích khí oxi:

112/2 = X / 5, khi đó X = 112 5/2 = 280 lít

3. Xác định thể tích của không khí:

V (không khí) = V (O 2) / φ (O 2)

V (không khí) = 280 / 0,2 = 1400 lít.

Bài 1.

Chủ đề: Lượng chất. Bướm đêm

Hóa học là khoa học về các chất. Làm thế nào để bạn đo lường các chất? Những đơn vị nào? Trong các phân tử tạo nên các chất, nhưng điều này rất khó thực hiện. Tính bằng gam, kilôgam hoặc miligam, nhưng đây là cách đo khối lượng. Nhưng nếu chúng ta kết hợp khối lượng đo được trên cân và số phân tử của một chất thì có được không?

a) H-hiđro

A n = 1a.u.m.

1a.u. m = 1,66 * 10 -24 g

Lấy 1 g hiđro và tính số nguyên tử hiđro trong khối lượng này (mời học sinh thực hiện bằng máy tính).

N n = 1g / (1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

b) Ôxy

A khoảng = 16 amu = 16 * 1,67 * 10 -24 g

N o = 16g / (16 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

c) C-cacbon

A c = 12 amu = 12 * 1,67 * 10 -24 g

N c = 12g / (12 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23

Hãy kết luận: nếu chúng ta lấy khối lượng của một chất bằng khối lượng nguyên tử về độ lớn mà lấy bằng gam, thì sẽ luôn có (đối với bất kỳ chất nào) 6,02 * 10 23 nguyên tử của chất này.

H 2 O - nước

18g / (18 * 1,66 * 10 -24) g = 6,02 * 10 23 phân tử nước, v.v.

N a = 6,02 * 10 23 - số hoặc hằng số của Avogadro.

Mole là lượng chất có chứa 6,02 * 10 23 phân tử, nguyên tử hoặc ion, tức là các đơn vị cấu trúc.

Có một mol phân tử, một mol nguyên tử, một mol ion.

n là số mol, (số mol thường được ký hiệu là n),
N là số nguyên tử hoặc phân tử,
N a = hằng số Avogadro.

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

Hiển thị chân dung của Amedeo Avogadro trên cài đặt đa phương tiện và kể ngắn gọn về nó hoặc hướng dẫn học sinh chuẩn bị một báo cáo ngắn về cuộc đời của một nhà khoa học.

Bài 2.

Chủ đề "Khối lượng mol của vật chất"

Khối lượng của 1 mol chất là bao nhiêu? (Học ​​sinh thường có thể rút ra kết luận của riêng mình.)

Khối lượng của một mol chất bằng khối lượng phân tử của chất đó, nhưng được biểu thị bằng gam. Khối lượng của một mol chất được gọi là khối lượng mol và được ký hiệu là - M.

Công thức:

M - khối lượng mol,
n là số mol,
m là khối lượng của chất đó.

Khối lượng của một mol được đo bằng g / mol, khối lượng của kmole được đo bằng kg / kmol và khối lượng của mole được đo bằng mg / mol.

Điền vào bảng (các bảng được phân phối).

Bài 3.

Chủ đề: Thể tích mol của các chất khí

Hãy giải quyết vấn đề. Xác định khối lượng của nước, khối lượng của nó ở điều kiện thường là 180 g.

Được cho:

Những thứ kia. thể tích của chất lỏng và chất rắn được tính theo khối lượng riêng.

Nhưng, khi tính thể tích của các chất khí, không nhất thiết phải biết khối lượng riêng. Tại sao?

Nhà khoa học người Ý Avogadro đã xác định rằng các thể tích bằng nhau của các chất khí khác nhau ở cùng điều kiện (áp suất, nhiệt độ) chứa cùng một số phân tử - phát biểu này được gọi là định luật Avogadro.

Những thứ kia. nếu trong điều kiện bằng nhau V (H 2) = V (O 2) thì n (H 2) = n (O 2), và ngược lại, nếu trong điều kiện bằng nhau n (H 2) = n (O 2) thì thể tích của các khí này sẽ như nhau. Và một mol chất luôn chứa cùng một số phân tử 6,02 * 10 23.

Chúng tôi kết luận - ở cùng điều kiện, số mol các khí phải chiếm cùng thể tích.

Ở điều kiện thường (t = 0, P = 101,3 kPa. Hay 760 mm Hg), số mol khí nào chiếm cùng thể tích. Thể tích này được gọi là mol.

V m = 22,4 l / mol

1 kmol có thể tích -22,4 m 3 / kmol, 1 mmol có thể tích -22,4 ml / mmol.

Ví dụ 1.(Đã giải quyết trên bảng):

Ví dụ 2.(Có thể mời học sinh giải):

Mời học sinh hoàn thành bảng.