Как решать 23 задание егэ по химии

Глава 4: Роль относительной плотности паров в определении физико-химических свойств веществ

Относительная плотность паров по водороду (D) вычисляется как отношение плотности паров вещества к плотности паров водорода при той же температуре и давлении:

Вещество	Относительная плотность паров по водороду (D)
Вода	1.000
Этанол	1.598
Ацетон	2.089

Зная относительную плотность паров по водороду, мы можем определить молекулярную массу вещества, использовать ее для определения физико-химических свойств, таких как температура кипения, плавления и растворимость. Также относительная плотность паров по водороду играет важную роль в процессах разделения и очистки веществ, а также в химическом производстве и анализе.

Примеры использования относительной плотности в научных исследованиях

1. Определение степени очистки веществ

2. Проведение качественного анализа различных материалов

3. Исследование структуры молекул

   Относительная плотность по водороду часто применяется для исследования структуры молекул. Изменение плотности молекулы при замене атома водорода на другой атом позволяет ученым судить о строении и связях внутри молекулы.

4. Определение концентрации растворов

   Относительная плотность по водороду может быть использована для определения концентрации растворов. Сравнивая плотности исследуемого раствора и раствора с известной концентрацией, ученые могут вычислить концентрацию неизвестного раствора.

5. Исследование физических свойств веществ

   Относительная плотность по водороду широко используется для исследования различных физических свойств веществ. Например, измерение плотности позволяет ученым определить температурный коэффициент расширения вещества или его плотность в разных фазовых состояниях.

Относительная плотность по водороду является безразмерной величиной и используется для идентификации некоторых веществ и оценки их плотности. Если относительная плотность по водороду меньше 1, то это означает, что вещество легче водорода и всплывет в воздухе. Если относительная плотность по водороду больше 1, то это означает, что вещество тяжелее водорода и оседает в воздухе.

Относительная плотность по водороду широко используется в химии для классификации веществ и определения их физических свойств. Эта характеристика позволяет сравнивать плотность различных веществ и находить их применение в различных отраслях промышленности и науки.

Относительная плотность по водороду является важным параметром в изучении материалов и явлений в химии. Она позволяет качественно и количественно оценивать плотность вещества и его поведение в различных условиях. Знание относительной плотности по водороду позволяет более глубоко понимать и объяснять процессы и свойства веществ в химических реакциях и экспериментах.

Глава 2: Понятие относительной плотности паров по водороду

Относительная плотность паров по водороду выражается числом меньше единицы. Если значение относительной плотности равно 0.5, это значит, что плотность паров исследуемого вещества вдвое меньше плотности водорода при одинаковых условиях.

Знание относительной плотности паров по водороду позволяет проводить расчеты и анализ смесей паров различных веществ

Благодаря этой величине можно определить, скорость распространения паров исследуемого вещества, что важно для безопасности в химической промышленности

Также относительная плотность паров по водороду является одним из параметров, которые учитываются при разработке и применении горюче-смазочных материалов, таких как масла и смазки для автомобилей.

Понимание понятия относительной плотности паров по водороду позволяет более эффективно оценивать риски и принимать меры по предотвращению аварийных ситуаций, связанных с парами различных веществ.

5. Как определить формулу вещества: комбинированные задачи

Наибольший интерес и некоторую трудность представляют комбинированные задачи, сочетающие в себе необходимость найти формулу соединения:

— используя приемы, применяемые в рассмотренных выше задачах;

— используя сведения не только о химических, но и физических свойствах вещества.

Вот несколько примеров.

Пример 9. Какова молекулярная формула предельного углеводорода,  при полном  сгорании 8,6 г которого выделилось 13, 44 л (н.у.) оксида углерода (IV).

В этой задаче:

1) известен класс вещества, поэтому возможно применить его общую молекулярную формулу;

2) речь идет о сгорании вещества, поэтому количество атомов в составе молекулы будем искать, используя данные о продукте сгорания – СО₂.

Пример 10. Алкен нормального строения содержит двойную связь при первом углеродном атоме. Образец этого алкена массой 0,7 г присоединил бром массой 1,6 г. Вычислите формулу алкена и назовите его.

В предлагаемых условиях:

1) известен класс вещества, следовательно, применим его общую молекулярную формулу;

2) речь идет об одном из химических свойств: способности алкенов присоединять галогены по месту разрыва двойной связи.

Пример 11. После полного сжигания в кислороде арена, имевшего массу 0,92 г, выделился оксид углерода (IV). Пропуская газ через избыток раствора щелочи Ca(OH)₂, получили 7 грамм осадка. Какова молекулярная формула арена?

В предлагаемой задаче:

1) известен класс вещества;

2) речь идет о сжигании соединения и образовании в качестве продукта горения углекислого газа, который при взаимодействии со щелочью Са(ОН)₂ привел к выпадению осадка известной массы.

Следующий пример очень характерен для задач, встречающихся в заданиях второй части ЕГЭ по химии.

Пример 12.  Некоторое соединение, образующее альдегид в реакции окисления, взаимодействует с избытком бромоводородной кислоты, образуя 9,84 г продукта (выход составляет 80% от теоретического), имеющего плотность паров  по Н₂ 61,5. Определите строение этого соединения, а также его массу, вступившую в реакцию?

В этой задаче:

1)  говорится о химических свойствах искомого соединения; анализируя их, приходим к выводу, что заданным веществом является предельный одноатомный спирт;

2) известна общая молекулярная формула предельных  одноатомных  спиртов;

3) более подробно говорится о взаимодействии заданного вещества с бромоводородной кислотой; спирт, реагируя с HBr, дает галогеналкан, для которого известны его масса, практический выход и относительная плотность по Н₂; именно от этих данных и нужно отталкиваться при решении данной задачи.

Вычислить формулу вещества можно, зная условия кипения или замерзания раствора, содержащего это вещество. Подробнее здесь

Итак, способов, как определить формулу вещества, действительно, множество. Мы рассмотрели лишь основные из них

Важно правильно уяснить понятия «простейшая формула вещества» и «истинная формула вещества», чтобы не путать их

Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.

Задачи по теме «Газы»

Известно, что вещества при нормальных условиях (н. у.) могут находиться в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком, газообразном. В твёрдом и жидком состояниях между молекулами (атомами) вещества имеются довольно сильные взаимодействия, в результате чего частицы находятся на небольших расстояниях друг от друга (рис. 30).

В газах расстояния между частицами очень велики, и силы взаимодействия ничтожны (рис. 31).

Поэтому равные объёмы любых газов содержат одинаковое число молекул. Это формулировка закона АВОГАДРО.

Следствием этого закона является:

1 моль любого газа при нормальных условиях (н. у.) занимает объём 22,4 литра.

Эта величина (22,4 л/моль) является молярным объёмом газа (V_М):

где V_M — молярный объём газа, моль/л; V — объём газа, л; ν — количество вещества газа, моль.

Таким образом, зная массу газа, можно определить:

Но для того же газа из формулы (1) имеем:

Отсюда для любого газа выполняется соотношение:

Задача 3. Какую массу имеет кислород объёмом 7 л?

Задача 4. Какой объём занимает азот массой 14 г?

Задача 5. Чему равна молярная масса газа, 1 л которого имеет массу 1,25 г?

Ответ. Молярная масса неизвестного газа 28 г/моль.

Пользуясь этими формулами, можно рассчитать объём, массу, молярную массу газа, например:

Известно, что

где ρ — плотность газа (г/л), поэтому:

ПОМНИТЕ! Эти формулы можно использовать лишь тогда, когда данные задачи (плотность газа, его объём) измерены при н. у.: 273 К, 1 атм.

Из формулы (3) вытекает понятие об относительной плотности газов (D_x). Эта величина, равная отношению плотностей двух газов:

где ρ₁ и М₁ — плотность и молярная масса одного газа, а ρ₂ и М₂ — плотность и молярная масса другого газа.

Относительная плотность газа показывает, во сколько раз данный газ тяжелее второго газа. Пользуясь этой формулой, можно легко определить молярную массу данного газа:

Выполняя такие расчёты, следует помнить, что:

• любая смесь газов, например воздух, именуется в задачах словом «газ»;
• средняя молярная масса воздуха, как показывают расчёты, равна 29 г/моль;
• по умолчанию, если не сказано иного, расчёты ведут для н. у.: 273 К, 1 атм.

Задача 6. Определить молярную массу газа, если:

а) плотность его равна 1,25 г/л; б) плотность его по кислороду равна 0,75.

Решение.

Состав смеси газов, как правило, измеряют в объёмных процентах φ (фи).

Второе следствие, при помощи которого была экспериментально подтверждена гипотеза Авогадро (гипотеза стала законом уже после смерти автора!), заключается в следующем: объемы реагирующих газов относятся как их коэффициенты в соответствующем уравнении реакции.

Это следствие позволяет решать задачи «в уме», если известны объёмы реагирующих газов или количества вещества для них.

Задача 7. Какой объём кислорода потребуется для сжигания 6 л пропана?

Из уравнения реакции:

видно, что молярное соотношение пропана и кислорода составляет 1 : 5. Таким образом, объём кислорода в пять раз больше объёма пропана.

Ответ. Требуется 5 · 6 = 30 л кислорода.

Задачи для самостоятельного решения

3. Определить массы газов:

а) хлороводорода, объёмом 56 л; б) озона О₃, объёмом 14 л.

4. Определить объёмы газов:

а) хлороводорода, массой 72 г; б) аммиака NH₃, массой 3,4 г.

5. Определить молярные массы газов, если:

а) 2 л газа имеет массу 2,86 г; б) 10 г газа занимает объём 7,47 л.

6. Определить молярную массу газа, если:

а) плотность его равна 1,52 г/л; б) плотность по кислороду равна 1,81.

7. Какой объем занимает смесь, состоящая из 4 г метана и 22 г пропана?

8. Какой газ имеет большую массу: этан, объёмом 56 л или бутан, объёмом 44,8 л?

9. Существуют ли газообразные соединения серы легче воздуха?

10. Определите, не выполняя расчёт, какой из газов тяжелее воздуха: Не, Ar, CO₂, CH₄, N₂, O₂.

Плотность водорода

Одна из особенностей водорода – его относительная плотность. Относительная плотность – это соотношение массы вещества к массе того же объема другого вещества. Если взять водород и сравнить его плотность с плотностью воздуха (которая считается равной 1), то плотность водорода будет примерно равна 0,084. Это означает, что воздух в 12 раз плотнее водорода.

Такая низкая плотность делает водород идеальным для использования в различных отраслях промышленности. Он может использоваться как средство для накачки шаров и змеевки на праздничных мероприятиях, а также в космической промышленности для запуска ракет и снарядов. Кроме того, водород применяется в производстве бесконтактных термометров, сварочных работ и гелиевых шариков.

Однако низкая плотность водорода может иметь и негативные последствия. Например, при утечке водорода из контейнера он будет стремиться вознаградить потерю массы и подниматься вверх. Это может стать причиной пожара или взрыва в закрытом помещении. Поэтому при работе с водородом необходимо быть крайне осторожными и соблюдать все пожарные и безопасностные меры.

Таким образом, плотность водорода играет важную роль в его применении в различных отраслях науки и промышленности. Этот легкий и энергоемкий элемент имеет широкий спектр использования и может стать ключевой составляющей экологически чистых и устойчивых технологий в будущем.

Относительная плотность по водороду: объяснение и примеры

Относительная плотность по водороду (также известная как относительная атомная масса или молекулярная масса) — это значение, которое указывает, насколько одна молекула, атом или ион тяжелее по сравнению с молекулой водорода.

Относительная плотность по водороду рассчитывается путем сравнения массы атома или молекулы вещества с массой атома водорода. Водород выбран в качестве стандарта, так как он является самым легким элементом, его масса принимается за 1. Значение относительной плотности позволяет сравнивать массы различных элементов и соединений.

В таблице Менделеева указаны относительные плотности различных элементов и соединений. Например, углерод имеет относительную плотность 12.011, что означает, что его атом в 12 раз тяжелее атома водорода. Следовательно, масса молекулы углерода в 12 раз больше массы молекулы водорода.

Относительная плотность также используется для рассчета массы вещества в химических реакциях. Для этого необходимо знать относительные плотности всех вовлеченных компонентов и их относительные мольные соотношения.

Примеры:

1. Молекула воды (H₂O) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Масса молекулы воды равна сумме масс атомов водорода и кислорода. Относительная плотность по водороду для воды равна 18.015, что значит, что масса молекулы воды в 18 раз больше массы молекулы водорода.
2. Молекула аммиака (NH₃) состоит из одного атома азота и трех атомов водорода. Масса молекулы аммиака равна сумме масс атома азота и трех атомов водорода. Относительная плотность по водороду для аммиака равна 17.031, что значит, что масса молекулы аммиака в 17 раз больше массы молекулы водорода.
3. Молекула метана (CH₄) состоит из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Масса молекулы метана равна сумме масс атома углерода и четырех атомов водорода. Относительная плотность по водороду для метана равна 16.043, что значит, что масса молекулы метана в 16 раз больше массы молекулы водорода.

Таким образом, относительная плотность по водороду является полезным понятием в химии, которое позволяет сравнивать массы различных элементов и веществ и использовать их в химических расчетах.

Краткое описание химических свойств и плотность водорода

Химическая роль водорода весьма многообразна, и его производные – гидриды – известны для многих элементов. Атом водорода может либо отдавать свой единственный электрон с образованием положительного иона (представляющего собой голый протон), либо присоединять один электрон переходя в отрицательный ион, имеющий гелийную электронную конфигурацию.

Водород проявляет сильные восстановительные свойства при повышенных температурах, реагирует с металлами, неметаллами и оксидами металлов.

Так, водород взаимодействует с фтором (1) в широком диапазоне температур (от -250 o С до комнатной), сгорание водорода в атмосфере хлора (2) хоть и происходит при комнатной температуре, но обязательно на свету, реакции с азотом (3) и углеродом (4) протекают при нагревании под давлением и с участием катализаторов.

Чтобы смесь, состоящая из водорода и натрия / кальция прореагировала, необходимо нагреть её до температуры 300 o С или 500 – 700 o С соответственно:

Водород при определенных условиях реагирует с солями, кислотными оксидами и другими сложными веществами. Так, реакция взаимодействия с сульфатом натрия протекает при нагревании (500 – 600 o С) и участии катализатора (Fe₂O₃):

В реакции с диоксидом углерода катализатором выступает оксид меди (I), а требуемая температура нагрева равна 200 o С:

Глава 1: Что такое относительная плотность паров?

Плотность пара – это масса пара, содержащегося в единице объема вещества. Воздух, в свою очередь, имеет определенную плотность, которая принимается за 1. Отношение плотности пара к плотности воздуха и называется относительной плотностью паров.

Относительная плотность паров является важной характеристикой при изучении различных веществ и их парообразования. Она позволяет оценить, как легко вещество испаряется, а также предсказать его поведение в парообразном состоянии при различных условиях

• Одним из применений относительной плотности паров является определение температур кипения вещества. Температура кипения зависит от относительной плотности паров, поэтому, зная эту характеристику, можно предсказать, при какой температуре вещество начнет кипеть.
• Также относительная плотность паров позволяет оценить опасность вещества при его испарении. Чем выше относительная плотность паров, тем более опасными являются испарения вещества, так как его пары могут быть токсичными или взрывоопасными.

В значительной степени относительная плотность паров определяется молекулярной структурой вещества. Вещества с большими и тяжелыми молекулами обычно имеют большую относительную плотность паров, так как их молекулы сложнее испаряются. Наоборот, вещества с маленькими и легкими молекулами имеют малую относительную плотность паров.

Плотность воздуха и водорода

Давайте рассмотрим два примера – воздух и водород. Воздух – это смесь газов, которую мы дышим и которая окружает нашу планету. Он состоит главным образом из азота и кислорода, а также содержит некоторые другие газы, такие как углекислый газ и аргонон. Воздух имеет определенную плотность, которая зависит от температуры, давления и влажности. При стандартных условиях (25 градусов Цельсия и атмосферном давлении) плотность воздуха составляет около 1,23 кг/м³.

А что насчет водорода? Водород – это легчайший элемент в периодической таблице, и он также является самым легким газом. Его плотность гораздо меньше, чем плотность воздуха. При стандартных условиях плотность водорода составляет около 0,090 г/см³, что означает, что водород гораздо легче, чем воздух.

Значение плотности воздуха и водорода важно для понимания многих физических явлений и процессов. Например, плотность воздуха объясняет, почему некоторые предметы плавают на поверхности, а другие тонут

Плотность водорода используется в широком спектре применений, от заправки воздушных шаров до производства водородных топливных элементов.

Итак, плотность воздуха и водорода играет важную роль в нашей повседневной жизни и в разных отраслях науки и технологии. Понимание разницы в плотности между этими двумя газами позволяет нам лучше понять окружающий нас мир и использовать их свойства в практических целях.