Номер 1, страница 130 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис

Глава 5. Количественные отношения в химии. Параграф 39. Объёмные отношения газов при химических реакциях. Подумай, ответь, выполни... - номер 1, страница 130.

Условие.

1. Каким закономерностям подчиняется поведение газообразных веществ в химических реакциях? Поясните на конкретных примерах.

Решение.

Решение 2.

Поведение газообразных веществ в химических реакциях подчиняется нескольким фундаментальным законам, ключевым из которых является закон объемных отношений, сформулированный Ж. Л. Гей-Люссаком, и закон Авогадро, дающий ему теоретическое обоснование.

Закон объемных отношений Гей-Люссака

Этот закон гласит, что при постоянных температуре и давлении объемы вступающих в реакцию газов относятся друг к другу и к объемам образующихся газообразных продуктов как небольшие целые числа. Эти целые числа соответствуют стехиометрическим коэффициентам в уравнении химической реакции.

Закон Авогадро

Согласно этому закону, в равных объемах любых газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Из этого следует, что отношение объемов газов в реакции равно отношению количеств их веществ (числу молей), что, в свою очередь, равно отношению коэффициентов в уравнении реакции.

Рассмотрим эти закономерности на конкретных примерах:

Пример 1: Синтез воды из водорода и кислорода

Уравнение реакции горения водорода:

$2H_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2H_2O(г)$

Коэффициенты в уравнении реакции показывают, что 2 моль водорода реагируют с 1 моль кислорода, образуя 2 моль водяного пара. Согласно закону объемных отношений, объемы газов будут находиться в таком же соотношении:

$V(H_2) : V(O_2) : V(H_2O) = 2 : 1 : 2$

Это означает, что 2 литра водорода полностью прореагируют с 1 литром кислорода, и в результате образуется 2 литра водяного пара (при условии, что все измерения проводятся при одинаковых температуре и давлении, достаточных для того, чтобы вода была в газообразном состоянии).

Пример 2: Синтез аммиака (процесс Габера)

Уравнение реакции синтеза аммиака:

$N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$

Соотношение коэффициентов в этом уравнении 1:3:2. Следовательно, соотношение объемов реагирующих и образующихся газов будет таким же:

$V(N_2) : V(H_2) : V(NH_3) = 1 : 3 : 2$

Например, для получения 200 мл аммиака потребуется 100 мл азота и 300 мл водорода (при одинаковых условиях).

Пример 3: Горение метана

Уравнение реакции горения метана в избытке кислорода:

$CH_4(г) + 2O_2(г) \rightarrow CO_2(г) + 2H_2O(г)$

Соотношение объемов газов, участвующих в реакции, равно соотношению их коэффициентов:

$V(CH_4) : V(O_2) : V(CO_2) : V(H_2O) = 1 : 2 : 1 : 2$

Таким образом, для полного сжигания 1 м³ метана потребуется 2 м³ кислорода, и в результате реакции образуется 1 м³ углекислого газа и 2 м³ водяного пара.

Ответ:
Поведение газообразных веществ в химических реакциях подчиняется закону объемных отношений Гей-Люссака, который является следствием закона Авогадро. Согласно этому закону, при постоянных температуре и давлении объемы реагирующих и образующихся газов соотносятся между собой как небольшие целые числа, которые равны стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции. Например, в реакции синтеза аммиака $N_2(г) + 3H_2(г) \rightarrow 2NH_3(г)$ соотношение объемов азота, водорода и аммиака составляет 1:3:2.