Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Команда «Газы!» была объявлена еще две недели назад. И что?! Легкие задачи порешали и расслабились?! Или вы думаете, что задачи на газы касаются только 28-х заданий ЕГЭ?! Как бы не так! Если газов пока еще не было в 34-х заданиях, это ничего не значит! Задач на электролиз тоже не было в ЕГЭ до 2018 года. А потом как врезали, мама не горюй! Обязательно прочитайте мою статью » Тайны задач по химии? Тяжело в учении — легко в бою!». В этой статье очень подробно рассказывается о новых фишках на электролиз. Статья вызвала шквал самых разных эмоций у преподавателей химии. До сих пор мне и пишут, и звонят, и благодарят, и бьются в конвульсиях. Просто цирк с конями, в котором я — зритель в первом ряду.
Однако, вернемся к нашим баранам, вернее, Газам. Я прошла через огонь и воду вступительных экзаменов и знаю точно — хочешь завалить абитуриента, дай ему задачу на Газы. Почитайте на досуге сборник задач И.Ю. Белавина. Я процитирую одну такую «мозгобойню», чтобы вам жизнь медом не казалась. Попробуйте решить.
И.Ю. Белавин, 2005, задача 229
«Два из трех газов (сероводород, водород и кислород) смешали и получили газовую смесь, плотность которой оказалась равной плотности оставшегося газа. Полученную газовую смесь вместе с равным ей объемом третьего газа под давлением поместили в замкнутый сосуд емкостью 4 л, содержавший азот при н.у. и нагревали при 600 С до окончания химических реакций, затем постепенно охладили. Определите массы веществ, содержавшихся в сосуде после охлаждения, если плотность газовой смеси в сосуде перед нагреванием равнялась 9,25г/л. (Ответ: m(S) = 7,5 г, m(SO2) = 15 г, m(Н2О) = 9 г)»
Ну как, решили? Нет?! А ваши репетиторы?! Извините, это был риторический вопрос. Кстати, мои ученики, абитуриенты 2003-2008 гг. такие задачи щелкали, как семечки, на экзаменах во 2-й медицинский (теперь РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Надеюсь, вам понятно, что 34-м задачам ЕГЭ еще есть куда усложняться, perfectio interminatus est (нет предела совершенству), с газами нужно работать, работать и работать. Поэтому команду «Газы!» отменять рано. Итак, поехали!
Сегодня мы поговорим о газовых смесях, затронем понятие плотности газа (абсолютной и относительной), средней молярной массы, решим задачи: определение средней молярной массы и плотности газа по компонентам смеси и наоборот.
• Газовая смесь — смесь отдельных газов НЕ вступающих между собой в химические реакции. К смесям газов относятся: воздух (состоит из азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара и др.), природный газ (смесь предельных и непредельных углеводородов, оксида углерода, водорода, сероводорода, азота, кислорода, углекислого газа и др.), дымовые газы (содержат азот, углекислый газ, пары воды, сернистый газ и др.) и др.
• Объемная доля — отношение объема данного газа к общему объему смеси, показывает, какую часть общего объема смеси занимает данный газ, измеряется в долях единицы или в процентах.
• Мольная доля — отношение количества вещества данного газа к общему количеству вещества смеси газов, измеряется в долях единицы или в процентах.
• Плотность газа (абсолютная) — определяется как отношение массы газа к его объему, единица измерения (г/л). Физический смысл абсолютной плотности газа — масса 1 л, поэтому молярный объем газа (22,4 л при н.у. t° = 0°C, P = 1 атм) имеет массу, численно равную молярной массе.
• Относительная плотность газа (плотность одного газа по другому) — это отношение молярной массы данного газа к молярной массе того газа, по которому она находится
• Средняя молярная масса газа — рассчитывается на основе молярных масс составляющих эту смесь газов и их объемных долей
Настоятельно рекомендую запомнить среднюю молярную массу воздуха Мср(в) = 29 г/моль , в заданиях ЕГЭ часто встречается.
ВАНГУЮ: чует мое сердце, что ЕГЭ по химии 2019 года устроит нам газовую атаку, а противогазы не выдаст!
Определить плотность по азоту газовой смеси, состоящей из 30% кислорода, 20% азота и 50% углекислого газа.
Вычислите плотность по водороду газовой смеси, содержащей 0,4 моль СО2, 0,2 моль азота и 1,4 моль кислорода.
5 л смеси азота и водорода имеют относительную плотность по водороду 12. Определить объем каждого газа в смеси.
Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Определите объемные доли пропана и бутана
Газообразный алкан объемом 8 л (н.у.) имеет массу 14,28 г. Чему равна его плотность по воздуху
Плотность паров альдегида по метану равна 2,75. Определите альдегид
Ну как? Пошло дело? Если туго, вернитесь к задачам и решайте их самостоятельно до тех пор, пока не щелкнет! А для стимуляции — десерт в виде еще одной задачи И.Ю. Белавина на газы. Наслаждайтесь ее решением самостоятельно!
И.Ю. Белавин, 2005, задача 202
«Сосуд емкостью 5,6 л при н.у. заполнили метаном, затем нагрели до высокой температуры, в результате чего произошло частичное разложение метана. Определите массу образовавшейся сажи, если известно, что после приведения к нормальным условиям объем полученной газовой смеси оказался в 1,6 раза больше объема исходного метана, эта газовая смесь обесцвечивает бромную воду и имеет плотность по воздуху 0,2931. (Ответ: m(C) = 0,6 г)»
Задачи И.Ю. Белавина — это крутой драйв! Попробуйте порешать, и вы откажетесь от просмотра любых ужастиков, поскольку запасетесь адреналином надолго! Но нам нужно спуститься на землю к ЕГЭ, простому и надежному, как первый советский трактор. Кстати, у меня в коллекции припасено немало сюрпризов с газовыми фишками, собранными за все годы работы и бережно хранимыми. Думаю, пришло время сказать им: «И снова здравствуйте!», поскольку ЕГЭ с каждым годом становится «все чудесатее и чудесатее». Но это уже совсем другая история. Читайте мои статьи — и вы подстелите соломку под свою ЕГЭшную попу.
Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии http://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Позвоните мне +7(903)186-74-55, приходите ко мне на курс, на бесплатные Мастер-классы «Решение задач по химии». Я с удовольствием вам помогу.
Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова
Источник
Презентация по физике 10 класс «Первый закон термодинамики»
Взаимосвязь инноваций и традиций в развитии современной педагогики
Свидетельство каждому участнику
Скидка на курсы для всех участников онлайн-конференции
10 – 12 ноября 2020г 19:00 (МСК)
Описание презентации по отдельным слайдам:
Первый закон термодинамики. Учитель физики: Сотскова Е.А.
Первый закон термодинамики. Способы изменения внутренней энергии Совершение работы Теплообмен Работа над газом Работа газа теплопередача конвекция излучение А = P∆V А’= — P∆V
Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. Если работу совершает газ, то А = — А’ ∆ U = Q – A’ Q = ∆U + A ‘ U Q A
Применение I закона термодинамики. Изотермический процесс ( Т – const, ∆T=O) ∆U = 0, Q = A. 2. Изобарический процесс (Р – const): Q = ∆U + A. 3. Изохорический процесс (V – const): A = 0, Q = ∆U. 4. Адиабатический процесс: Q = 0, A = — ∆U.
Работа по группам. Группа № 1. Объем идеального одноатомного газа при постоянном давлении 1,6105 Па увеличился на 0,3 м3. Какое количество теплоты получил газ в этом процессе? Ответ выразите в кДж. Идеальному одноатомному газу сообщили количество теплоты 1000 Дж. Какая работа будет совершена газом при изобарном расширении? Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа? Группа № 2. В цилиндре под поршнем находится идеальный одноатомный газ. Какое количество теплоты получил газ, если при давлении 1,5 105 Па он изобарно расширился от объема 0,12 м3 до объема 0,14 м3 ? Нагреваемый при постоянном давлении идеальный одноатомный газ совершил работу 400 Дж. Какое количество теплоты было передано газу? Идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж, и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Чему равна работа, совершенная внешними силами над газом? Группа № 3. Для изобарного нагревания 4 моль одноатомного идеального газа на 50 К затрачено 4155 Дж теплоты. Насколько увеличилась внутренняя энергия газа? 0,02 кг углекислого газа нагревают при постоянном объеме. Определите изменение внутренней энергии газа при нагревании от 20 до 108 0С (сv = 655 Дж/кг.К) Идеальный газ совершил работу 100 Дж и отдал количество теплоты 300 Дж. Как изменилась при этом внутренняя энергия газа ?
Дополнительное задание. 1. Для нагревания 10 г неизвестного газа на 1 К при постоянном давлении требуется 9, 12 Дж, при постоянном объеме 6,49 Дж. Это за газ?
Выберите книгу со скидкой:
Космос (обучающие карточки)
Космос и МКС: как все устроено на самом деле
Космос Эйнштейна: Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени + покет
Параллельные миры: Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса
Математика космоса: Как современная наука расшифровывает Вселенную
Мозг Брока. О науке, космосе и человеке
Новая космическая гонка: Как Илон Маск, Джефф Безос и Ричард Брэнсон соревнуются за первенство в космосе
Карта Вселенной. Главные идеи, которые объясняют устройство космоса
Стойкость: Мой год в космосе
Космос Эйнштейна: Как открытия Альберта Эйнштейна изменили наши представления о пространстве и времени
БОЛЕЕ 58 000 КНИГ И ШИРОКИЙ ВЫБОР КАНЦТОВАРОВ! ИНФОЛАВКА
Инфолавка — книжный магазин для педагогов и родителей от проекта «Инфоурок»
Источник
§ 66. Примеры решения задач по теме «Газовые законы»
Если при переходе газа из начального состояния в конечное один из параметров не меняется, то разумно использовать один из газовых законов (10.6), (10.7) или (10.9).
Для этого нужно знать зависимость параметров друг от друга, которая в общем случае даётся уравнением состояния, а в частных — газовыми законами.
Задача 1. Баллон вместимостью V1 = 0,02 м3, содержащий воздух под давлением Pi — 4 • 10° Па, соединяют с баллоном вместимостью V2 = 0,06 м3, из которого воздух выкачан. Определите давление р, которое установится в сосудах. Температура постоянна.
Р е ш е н и е. Воздух из первого баллона займёт весь предоставленный ему объём V1 + V2. По закону Бойля—Мариотта p1V1 = p(V2 + V1).
Отсюда искомое давление 
Задача 2. В запаянной пробирке находится воздух при атмосферном давлении и температуре 300 К. При нагревании пробирки на 100 °С она лопнула. Определите, какое максимальное давление выдерживает пробирка.
Р е ш е н и е. Объём воздуха при нагревании остаётся постоянным.
Для определения давления в пробирке при нагревании до 100 °С применяем закон Шарля 
По условию Т2 = 400 К. Заметим, что изменение температуры по шкале Кельвина равно изменению температуры по шкале Цельсия.
Тогда давление 
Однако разорваться пробирке мешает атмосферное давление. Тогда окончательно давление, которое может выдержать пробирка, рmах = ратм + р2 ≈ 2,25 атм.
Задача 3. При нагревании газа при постоянном объёме на 1 К давление увеличилось на 0,2 %. Чему равна начальная температура газа?
Р е ш е н и е. Газ нагревается при постоянном объёме — процесс изохорный. По закону Шарля 
где Т2 = Т1 + ΔТ. Из условия задачи следует, что р2 = p1 • 1,002, т. е. 
откуда Т1 = ΔТ/0,002 = 500 К.
Задача 4. Давление воздуха внутри бутылки, закрытой пробкой, равно 0,1 МПа при температуре t1 = 7 °С. На сколько градусов нужно нагреть воздух в бутылке, чтобы пробка вылетела? Без нагревания пробку можно вынуть, прикладывая к ней силу 30 Н. Площадь поперечного сечения пробки 2 см 2 .
Р е ш е н и е. Чтобы пробка вылетела из бутылки, необходимо, чтобы давление воздуха в бутылке было равно 
При нагревании объём не изменяется. По закону Шарля 
откуда 
Следовательно,
Задачи для самостоятельного решения
1. Компрессор, обеспечивающий работу отбойных молотков, засасывает из атмосферы воздух объёмом V = 100 л в 1 с. Сколько отбойных молотков может работать от этого компрессора, если для каждого молотка необходимо обеспечить подачу воздуха объёмом V1 = 100 см 3 в 1 с при давлении р = 5 МПа? Атмосферное давление р = 100 кПа.
2. Определите температуру газа, находящегося в закрытом сосуде, если давление газа увеличивается на 0,4 % от первоначального давления при нагревании на 1 К.
3. Высота пика Ленина на Памире равна 7134 м. Атмосферное давление на этой высоте равно 3,8 • 10 4 Па. Определите плотность воздуха на вершине пика при температуре 0 °С, если плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м 3 .
Образцы заданий ЕГЭ
С1. Идеальный газ изотермически сжали из состояния с объёмом 6 л так, что давление газа изменилось в 3 раза. На сколько уменьшился объём газа в этом процессе?
С2. Поршень площадью 10 см 2 и массой 5 кг может без трения перемещаться в вертикальном цилиндрическом сосуде, обеспечивая при этом его герметичность. Сосуд с поршнем, заполненный газом, покоится на полу неподвижного лифта при атмосферном давлении 100 кПа, при этом расстояние от нижнего края поршня до дна сосуда 20 см. Каким станет это расстояние, когда лифт поедет вверх с ускорением, равным 2 м/с 2 ? Изменение температуры газа не учитывайте.
С3. С идеальным газом происходит изобарный процесс, в котором для увеличения объёма газа на 150 дм 3 его температуру увеличивают в 2 раза. Масса газа постоянна. Каким был первоначальный объём газа?
С4. Идеальный одноатомный газ в количестве ν = 0,09 моль находится в равновесии в вертикальном цилиндре под поршнем массой 5 кг. Трение между поршнем и стенками цилиндра отсутствует. Внешнее атмосферное давление p = 100 кПа. В результате нагревания газа поршень поднялся на высоту Δh = 4 см, а температура газа повысилась на ΔТ = 16 К. Чему равна площадь поршня?
Источник