Решебник по химии 8 класс. Рудзитис ФГОС §39

Закон Авогадро. Молярный объем газов

Вопросы

Какие условия называют нормальными?

Нормальными условиями называют такие физические условия, при которых проводят измерения и расчёты газов. К ним относятся:

— температура 0 °C (что соответствует 273 K)

— давление 1 атмосфера (или 101,3 кПа)

При этих условиях 1 моль любого газа занимает объём 22,4 литра. Эти условия приняты для удобства сравнения и вычислений.

Стр. 138

Подумай, ответь, выполни

1. Какие физические явления и факты подтверждают правильность закона Авогадро? Сформулируйте этот закон.

Правильность закона Авогадро подтверждается следующими наблюдениями:

— разные газы при одинаковых условиях (температура, давление) сжимаются и расширяются одинаково;

— при одинаковых объёмах разных газов при одинаковых условиях (н. у.) содержится одинаковое число молекул, несмотря на различия в массе.

Например, 1 моль любого газа при нормальных условиях всегда занимает объём 22,4 л и содержит 6,02 × 10²³ молекул. Это справедливо как для лёгких газов (водород), так и для тяжёлых (кислород, углекислый газ).

Формулировка закона Авогадро:

В равных объёмах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул.

2. Вычислите количество вещества (при н. у.), если дано:

а) 5,6 л азота;

б) 9,03 × 10²³ молекул кислорода;

в) 672 мл водорода;

г) 1,806 × 10²³ атомов озона.

а) 5,6 л азота (н. у.):

1 моль газа занимает 22,4 л при н. у.

n = V / Vm = 5,6 / 22,4 = 0,25 моль

б) 9,03 × 10²³ молекул O₂:

1 моль = 6,02 × 10²³ молекул

n = N / NA = (9,03 × 10²³) / (6,02 × 10²³) = 1,5 моль

в) 672 мл H₂ = 0,672 л:

n = V / Vm = 0,672 / 22,4 = 0,03 моль

г) 1,806 × 10²³ атомов озона:

Молекула озона — O₃, в одной молекуле — 3 атома

Число молекул = (1,806 × 10²³) / 3 = 6,02 × 10²² молекул

n = N / NA = (6,02 × 10²²) / (6,02 × 10²³) = 0,1 моль

3. Определите относительную плотность оксида азота(II) по воздуху.

Формула оксида азота(II) — NO

M(NO) = 14 + 16 = 30 г/моль

Средняя молярная масса воздуха ≈ 29 г/моль

Используем формулу:

D(NO/воздух) = M(NO) / M(воздуха) = 30 / 29 ≈ 1,03

Ответ: Относительная плотность NO по воздуху ≈ 1,03

4. Сгорело 6 кг угля C. Вычислите объём образовавшегося оксида углерода(IV) (при н. у.).

Уравнение реакции: (C + O₂ → CO₂)

M(C) = 12 г/моль

n(C) = 6000 г / 12 г/моль = 500 моль

По уравнению: 1 моль C даёт 1 моль CO₂

Значит, n(CO₂) = 500 моль

Vm = 22,4 л/моль

V = n × Vm = 500 × 22,4 = 11 200 л

Ответ: Объём CO₂, образовавшегося при сгорании 6 кг угля, равен 11 200 л (при н. у.)

Стр. 138

С помощью Интернета

Используя интернет и другие источники информации, ознакомьтесь с биографией Амедео Авогадро.

Биография Амедео Авогадро

Амедео Авогадро (1776–1856) — выдающийся итальянский учёный, вошедший в историю науки как автор одного из важнейших законов химии и молекулярной физики, но при жизни не получивший широкой известности. Его вклад в развитие представлений о молекулярной структуре вещества стал фундаментом для современного атомно-молекулярного учения.

Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро, граф Куэро и Кастеллетто, родился 9 августа 1776 года в городе Турине, который на тот момент входил в состав Сардинского королевства (современная Италия). Он происходил из аристократической семьи, его отец был юристом и занимал высокий пост в системе судебной власти. По настоянию семьи молодой Авогадро также получил юридическое образование, завершив его к 1796 году и вскоре начав практиковать как адвокат. Однако несмотря на успешную карьеру в праве, в Амедео всё больше проявлялся интерес к точным наукам.

В начале XIX века он переключился на изучение математики и физики. Уже в 1809 году Авогадро занял пост профессора физики в колледже Верчелли. Здесь началась его научная деятельность, связанная с исследованием свойств газов и электромагнетизма. Работы учёного в области электрических явлений были весьма прогрессивными для своего времени, однако настоящую славу принесла ему работа, опубликованная в 1811 году.

Именно тогда Авогадро высказал гипотезу, которая впоследствии стала известна как закон Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Это утверждение позволило впервые строго разграничить понятия атома и молекулы, объяснить, почему объёмы газов реагируют в определённых числовых соотношениях, и стало ключевым для развития химии как точной науки.

Однако идеи Авогадро долгое время не признавались учёным сообществом. Даже такие авторитеты, как Ж. Л. Гей-Люссак и Дж. Дальтон, скептически отнеслись к его гипотезе. Лишь спустя десятилетия, в 1860 году, на первом Международном химическом конгрессе в Карлсруэ (через четыре года после смерти Авогадро), итальянский химик Станислао Канниццаро привлёк внимание научного сообщества к забытым работам своего соотечественника. Канниццаро убедительно доказал, что именно гипотеза Авогадро позволяет логично объяснить многие химические и физические закономерности.

С этого времени имя Авогадро заняло почётное место в истории науки. В его честь названы:

– постоянная Авогадро — количество частиц (6,022 × 10²³), содержащееся в 1 моле вещества,

– сам закон Авогадро,

– а также единицы, научные институты и даже кратер на Луне.

Амедео Авогадро умер 9 июля 1856 года в своём родном Турине. Несмотря на то, что при жизни его открытия не были признаны, сегодня он считается одним из столпов химической науки. Его работы позволили учёным по-новому взглянуть на природу вещества и стали важной частью теоретической базы всей современной физико-химии.

Стр. 139