Номер 2, страница 27 - гдз по химии 9 класс учебник Еремин, Кузьменко

2. Какие условия называют нормальными? Чему равен молярный объём газа:

а) при нормальных условиях;

б) при 25 °С и 1 атм?

Нормальными условиями (сокращенно н. у.) в химии и физике называют стандартный набор условий для проведения измерений, что позволяет сравнивать результаты различных экспериментов. Эти условия определяются следующими параметрами:

• Температура: $T = 273,15$ К (что соответствует 0 °С).
• Давление: $p = 101325$ Па (что соответствует 1 стандартной атмосфере или 760 мм рт. ст.).

а) Молярный объём газа при нормальных условиях — это объём, который занимает 1 моль любого идеального газа при температуре 0 °С и давлении 1 атм. Согласно закону Авогадро, эта величина является постоянной для всех газов. Рассчитать её можно из уравнения состояния идеального газа, но чаще всего используют уже известное стандартное значение.

Молярный объём газа при нормальных условиях ($V_m$) равен 22,4 л/моль.

Ответ: Молярный объём газа при нормальных условиях равен 22,4 л/моль.

б) Чтобы найти молярный объём газа при условиях, отличных от нормальных, необходимо использовать уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).

Дано:

Температура $t = 25$ °C

Давление $p = 1$ атм

Количество вещества $n = 1$ моль (поскольку ищем молярный объём)

Универсальная газовая постоянная $R \approx 8,314$ Дж/(моль·К)

Перевод в систему СИ:

Температура $T = t + 273,15 = 25 + 273,15 = 298,15$ К

Давление $p = 1 \text{ атм} = 101325$ Па

Найти:

Молярный объём $V_m$

Решение:

Уравнение состояния идеального газа для $n$ молей газа имеет вид:

$pV = nRT$

Молярный объём $V_m$ определяется как объём одного моля вещества, то есть $V_m = V/n$. Для $n=1$ моль уравнение принимает вид:

$pV_m = RT$

Выразим молярный объём $V_m$ из этого уравнения:

$V_m = \frac{RT}{p}$

Теперь подставим числовые значения в системе СИ:

$V_m = \frac{8,314 \text{ Дж/(моль·К)} \cdot 298,15 \text{ К}}{101325 \text{ Па}} \approx 0,024465 \text{ м}^3\text{/моль}$

Для удобства переведём полученное значение в литры, используя соотношение 1 м³ = 1000 л:

$V_m \approx 0,024465 \text{ м}^3\text{/моль} \cdot 1000 \text{ л/м}^3 \approx 24,47 \text{ л/моль}$

Ответ: Молярный объём газа при 25 °C и 1 атм равен приблизительно 24,47 л/моль.