идз+кр / экз / chem / Khimia_1-5

1. Основные газовые законы. Определение молекулярных масс газообразных веществ.

Для количественной характеристики любого газа используют давление, температуру и занимаемый объем. Чаще применяют так называемые нормальные условия (н.у.), которые соответствуют давлению Р=10⁵ Па и температуре Т=273 К.

Для определения относительной молекулярной массы вещества обычно находят численно равную ей молярную массу вещества (в г/моль). Если вещество находится в газообразном состоянии, то его молярная масса может быть найдена с помощью закона Авогадро.

Согласно закону Авогадро: одинаковые объемы различных газов при одинаковых условиях (давлении и температуре) содержат одинаковое число молекул. Отсюда следует, что массы двух газов, взятых в одинаковых объемах, должны относиться друг к другу, как их молекулярные массы или как численно равные их молярные массы:

Здесь m1 и m2 - массы, а M1 и M2 - молярные массы первого и второго газов.

Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму.

Закон Авогадро: при нормальных условиях (н.у.) один моль любого газа занимает объем, равный 22,4 л.

Объем 22,4 л называют молярным (мольным) объемом газа и обозначают соответственно V_M = 22,4 л/моль.

Число́ Авога́дро —  физическая величина, численно равная количеству специфицированных структурных единиц. Обозначается и равно N_A=6,02·10²³.

Связь между массой m и объемом V конкретного газа при н.у. определяется формулой:

(1.3)

Если условия, в которых находится газ, отличаются от нормальных, то используют уравнение Менделеева-Клапейрона, которое связывает все основные параметры идеального газа:

(1.4)

где: P - давление газа, Па;

V - объем газа, м³;

m - масса газа, г;

M - мольная масса газа, г/моль;

R - универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/(моль·К);

T - температура газа, К.

Закон Бойля – Мариотта: при постоянной температуре объем данной массы газа изменяется обратно пропорционально давлению:

или V₁ P₁= V₂ P₂=V₃P₃…, т.е. V∙P=const.

Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объем данной массы газа меняется прямо пропорционально абсолютной температуре:

второй закон Гей-Люссака или закон Шарля: при постоянном давлении объем данной массы газа меняется прямо пропорционально абсолютной температуре:

Объединение законов Бойля, Мариотта и Гей-Люссака дает уравнение состояния газа:

Закон Дальтона

Если мы вернемся к уравнению химической реакции, рассматриваемой в разделе закона Авогадро, то, с учетом молярных объемов газов, его можно представить в следующем виде

2Н2	+	О2	=	2Н2О(газ)
2 молекулы		1 молекулы	2 молекулы
200 молекул		100 молекул	200 молекул
2·6,02·1023 молекул		1·6,02·1023 молекул	2·6,02·1023 молекул
2 моль	+	1 моль	=	2 моль
2·2,24 л		1·2,24 л	2·2,24 л

Из приведенного примера видно, что массы газов заменены на мольные объемы. Отсюда следует формулировка закона Дальтона: объемы реагирующих газов и продуктов их реакций относятся друг к другу как небольшие целые числа (коэффициенты уравнения реакции).

Закон парциальных давлений

Закон парциальных давлений: общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений отдельных газов, составляющих данную смесь, то есть

Робщ = Р1 + Р2 + .. + Рп

(1.5)

Из формулировки закона следует, что парциальное давление представляет собой частичное давление, создаваемое отдельным газом.

Парциальное давление - это такое давление, которое бы создавал данный газ, если бы он один занимал весь объем.

Величина парциального давления определяется несколькими способами, но наиболее часто встречающийся практически способ основан на использовании формулы

(1.6)

где А - содержание данного газа в газовой смеси в объемных %.

2. Основные стехиометрические законы.

3. Понятие о химическом эквиваленте и эквивалентной массе простых и сложных веществ. Закон химических эквивалентов.

4. Волновые свойства электрона. Квантовые числа s-, p-, d-, f- состояния электрона. Электронные орбитали. Проскок электрона.

5. Принцип Паули. Определение электронной емкости уровней, подуровней и орбиталей. Правило Хунда.