Higher Tier, Chemistry-only: gas volumes at room temperature and pressure
مُقدَّم| English | المعنى |
|---|---|
| room temperature and pressure/ruːm ˈtemprɪtʃə ænd ˈpreʃə/ | درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي |
| molar gas volume/ˈməʊlə ɡæs ˈvɒljuːm/ | الحجم المولي للغاز |
ما الذي يفسر هذه الملاحظة؟
- المستوى المتقدم: مول واحد من الهيدروجين ومول واحد من ثاني أكسيد الكربون يشغلان نفس حجم الغاز عند نفس درجة الحرارة والضغط. اختلاف كتلهما لا يغير قاعدة الحجم المتساوي للكميات المتساوية.
- ابدأ بتوقع. حدد الكميات أو الخصائص التي ستقارنها، ثم حدد الدليل الذي يمكنه التمييز بين تفسيرين.
بناء النموذج
- عند درجة حرارة الغرفة وضغطها المحددة في المواصفات، أي 20 °C و1 ضغط جوي، يشغل مول واحد من الغاز 24 dm³. احسب V=24n بوحدة dm³، أو n=V/24. بالنسبة لكتلة غاز، احسب أولاً n=m/M، ثم الحجم. والعكس صحيح، فحجم الغاز يعطي الكمية ثم الكتلة باستخدام كتلته المولية. هذه القيمة الثابتة للحجم المولي مرتبطة بالشروط المذكورة.
- الحجم المولي للغاز: الحجم الذي يشغله مول واحد من الغاز عند شروط محددة؛ درجة حرارة الغرفة وضغطها: هنا الشروط المرجعية المحددة هي 20 °C و1 atm.
When do balanced coefficients give gas-volume ratios?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Equal moles of any gas occupy equal volumes only at the SAME temperature and pressure - so coefficient ratios become volume ratios only for gases under matched conditions. Solids and liquids have their own molar volumes.
Match each technical term to its precise meaning.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Use the definitions to distinguish related quantities and processes.
اختر دليلاً لاختبار الفرضية
- كميات الغاز المتساوية تشغل أحجاماً متساوية عند ظروف متطابقة، لذا تعطي المعاملات الموزونة نسب أحجام الغاز. N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) تعطي نسبة 1:3:2 لأحجام الغاز المقاسة عند نفس درجة الحرارة والضغط. لا تنطبق هذه النسبة على حجم سائل أو صلب. يفترض حجم المنتج المتوقع وجود متفاعلات كافية ونموذج التحول الكامل المعلن؛ يمكن أن تقلل التوازن الحقيقي من التحول.
- حوّل cm³ إلى dm³ بشكل متسق وعيّن ظروف كل حجم. لا تستخدم 22.4 dm³ لكل مول، وهي قيمة مرتبطة بشروط مرجعية مختلفة، في هذه المهمة RTP. استخدم بيانات الغاز المقدمة من المعلم أو جمع الغاز منخفض الخطر المعتمد تحت الإشراف؛ ولا تقترح制备 الأمونيا أو الهيدروجين في جهاز غير مكتمل. بخار الماء وفقدان الجمع يمكن أن يؤثر على القياسات الحقيقية.
Which two habits make the investigation or model in this case more defensible?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Stating the conditions and assumptions lets others repeat the work exactly, and recording the supporting evidence lets them check the conclusion. Hiding disagreeing results removes the evidence that could challenge a wrong conclusion, and one measurement can never establish a wider claim.
اعتمد على كميات معروفة
- أدر القيم المعروفة ووحداتها. اختر العلاقة لأن افتراضاتها تتناسب مع هذه الحالة، ثم أعد ترتيب المعادلة قبل التعويض.
- المعطيات: 4.4 g CO₂ بكتلة مولية 44 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ تعطي 0.100 مول، وبالتالي 2.40 dm³ عند RTP. في معادلة الأمونيا، 6.0 dm³ H₂ يمكن أن تتفاعل نظرياً مع 2.0 dm³ N₂ لتكوين 4.0 dm³ NH₃ عند نفس الظروف. هناك أربعة أحجام متفاعلات غازية مقابل حجمين للمنتج؛ لا يجب حفظ الحجم الكلي للغاز حتى لو كانت الذرات والكت محفوظة.
عند RTP، أوجد حجم 8.8 g CO₂ باستخدام الكتلة المولية 44 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ و24 dm³ لكل مول. استخدم نفس التسلسل: كميات معلومة → نموذج → علاقة → تعويض → وحدة وتفسير.
At RTP, find the volume of 8.8 g CO₂ using molar mass 44 g per mol and 24 dm³ per mol.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
The result is 4.8 dm³. Known: 8.8 g CO2; molar mass 44 g per mol; 24 dm^3 per mol at RTP. Amount = 8.8/44 = 0.20 mol. Volume = 0.20 x 24 = 4.8 dm^3. The 24 dm^3 figure is valid only at room temperature and pressure.
تحقق من الاستنتاج وحدوده
- الرقم 24 ليس حجماً عالمياً للغاز في كل درجة حرارة وضغط. المعاملات تتعلق بحجم الغاز فقط عند ظروف متطابقة. يمكن أن يكون للأحجام المتساوية من الغاز كتل مختلفة، وانخفاض الحجم الكلي للغاز لا يعني اختفاء الذرات.
- عُد إلى الملاحظة الأصلية. اشرح ما يدعمه النتيجة، وما هي الشروط التي تفترضها، وطريقة واحدة لاختبار تفسير منافس.
حجم الغاز الكلي محفوظ دائماً في التفاعل الكيميائي الموزون. هذا الادعاء غير صحيح: الذرات والكتلة محفوظة، لكن حجم الغاز ليس كذلك: 3 حجوم من الهيدروجين بالإضافة إلى 1 من النيتروجين تُعطي فقط 2 من الأمونيا. يتبع الحجم عدد مولات الغاز، والذي يمكن أن يغيره التفاعل.
المستوى العالي، الكيمياء فقط: أحجام الغازات عند درجة حرارة الغرفة وضغطها: كميات الغاز المتساوية تشغل أحجاماً متساوية عند نفس الشروط، لذا تعطي معاملات الموازنة نسب أحجام الغازات. N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) تعطي نسبة 1:3:2 لأحجام الغازات المقاسة عند نفس درجة الحرارة والضغط. لا تنطبق هذه النسبة على أحجام السوائل أو المواد الصلبة. حجم المنتج المتوقع يفترض وجود كميات كافية من المتفاعلات ونموذج التحول الكامل المذكور؛ وقد يقلل التوازن الحقيقي من التحول.
Total gas volume is always conserved in a balanced chemical reaction.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Atoms and mass are conserved, but gas volume is not: 3 volumes of hydrogen plus 1 of nitrogen give only 2 of ammonia. Volume follows the gas MOLE count, which the reaction can change.
The volume occupied by one mole of gas at specified conditions: write the technical term.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
molar gas volume means The volume occupied by one mole of gas at specified conditions.