Nâng cao, chỉ Hóa học: thể tích khí ở nhiệt độ và áp suất thường
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| room temperature and pressure/ruːm ˈtemprɪtʃə ænd ˈpreʃə/ | nhiệt độ và áp suất phòng |
| molar gas volume/ˈməʊlə ɡæs ˈvɒljuːm/ | thể tích mol khí |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Cấp độ cao: Một mol hydro và một mol carbon dioxide chiếm cùng thể tích khí ở cùng nhiệt độ và áp suất. Khối lượng khác nhau của chúng không làm thay đổi quy tắc thể tích bằng nhau này.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Theo nhiệt độ và áp suất phòng trong chương trình học, ở nhiệt độ 20 °C và áp suất 1 atm, một mol khí chiếm thể tích 24 dm³. Tính V=24n theo dm³, hoặc n=V/24. Đối với khối lượng khí, trước hết tính n=m/M, sau đó mới tính thể tích. Ngược lại, thể tích khí cho biết số mol rồi suy ra khối lượng thông qua khối lượng mol của nó. Giá trị thể tích mol cố định này gắn liền với các điều kiện đã nêu.
- Thể tích mol khí: Thể tích mà một mol khí chiếm giữ tại các điều kiện xác định; nhiệt độ và áp suất phòng: Tại đây các điều kiện tham chiếu đã quy định là 20 °C và 1 atm.
Khi nào hệ số cân bằng cho tỷ lệ thể tích khí?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cùng một số mol của bất kỳ khí nào chiếm cùng một thể tích chỉ khi ở CÙNG nhiệt độ và áp suất - do đó tỷ lệ hệ số trở thành tỷ lệ thể tích chỉ áp dụng cho các chất khí trong điều kiện tương đồng. Chất rắn và lỏng có thể tích mol riêng.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Các lượng khí bằng nhau chiếm thể tích bằng nhau tại cùng điều kiện, nên các hệ số cân bằng tạo thành tỷ lệ thể tích khí. Phương trình N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) cho tỷ lệ thể tích khí là 1:3:2 khi đo ở cùng nhiệt độ và áp suất. Tỷ lệ này không áp dụng cho thể tích chất lỏng hay rắn. Thể tích sản phẩm dự đoán giả định có đủ chất phản ứng và mô hình chuyển đổi hoàn toàn được nêu; thực tế cân bằng có thể làm giảm mức độ chuyển hóa.
- Chuyển đổi cm³ sang dm³ nhất quán và ghi rõ điều kiện của mọi thể tích. Không sử dụng 22.4 dm³/mol, một giá trị tương ứng với các điều kiện tham chiếu khác, trong bài toán RTP này. Sử dụng dữ liệu khí do giáo viên cung cấp hoặc thu gom khí an toàn dưới sự giám sát; không đề xuất chế tạo amoniac hay hydro trong thiết bị tự chế. Mất mát hơi nước và khi thu gom có thể ảnh hưởng đến kết quả đo thực tế.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: 4.4 g CO₂ với khối lượng mol 44 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ cho 0.100 mol, do đó chiếm 2.40 dm³ ở điều kiện thường. Trong phương trình amoniac, 6.0 dm³ H₂ có thể phản ứng theo lý thuyết với 2.0 dm³ N₂ để tạo thành 4.0 dm³ NH₃ ở cùng điều kiện. Có bốn thể tích khí chất phản ứng cho hai thể tích sản phẩm; tổng thể tích khí không cần được bảo tồn mặc dù nguyên tử và khối lượng được bảo toàn.
Ở điều kiện thường, tìm thể tích của 8.8 g CO₂ sử dụng khối lượng mol 44 $\dfrac{\text{g}}{\text{mol}}$ và 24 dm³/mol. Sử dụng cùng trình tự: đại lượng đã biết → mô hình → hệ thức → thế số → đơn vị và diễn giải.
Tại RTP, tìm thể tích 8.8 g CO₂ sử dụng khối lượng mol 44 g/mol và 24 dm³/mol.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 4.8 dm³. Đã biết: 8.8 g CO2; khối lượng mol 44 g/mol; 24 dm^3/mol ở điều kiện tiêu chuẩn phòng thí nghiệm (RTP). Số mol = 8.8/44 = 0.20 mol. Thể tích = 0.20 x 24 = 4.8 dm^3. Con số 24 dm^3 chỉ có giá trị trong điều kiện nhiệt độ và áp suất phòng.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Số 24 không phải là thể tích khí phổ quát ở mọi nhiệt độ và áp suất. Các hệ số chỉ liên quan đến thể tích khí khi các điều kiện khớp nhau. Các thể tích khí bằng nhau có thể có khối lượng khác nhau, và sự giảm tổng thể tích khí không có nghĩa là nguyên tử biến mất.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Tổng thể tích khí luôn được bảo toàn trong phản ứng hóa học cân bằng. Tuyên bố này sai: Nguyên tử và khối lượng được bảo toàn, nhưng thể tích khí thì không: 3 thể tích hydro cộng với 1 thể tích nitơ chỉ tạo ra 2 thể tích amoniac. Thể tích tuân theo SỐ MOL khí, mà phản ứng có thể thay đổi.
Cấp cao, chỉ hóa học: thể tích khí ở nhiệt độ và áp suất phòng: Các lượng khí bằng nhau chiếm thể tích bằng nhau tại cùng điều kiện, nên các hệ số cân bằng tạo thành tỷ lệ thể tích khí. Phương trình N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) cho tỷ lệ thể tích khí là 1:3:2 khi đo ở cùng nhiệt độ và áp suất. Tỷ lệ này không áp dụng cho thể tích chất lỏng hay rắn. Thể tích sản phẩm dự đoán giả định có đủ chất phản ứng và mô hình chuyển đổi hoàn toàn được nêu; thực tế cân bằng có thể làm giảm mức độ chuyển hóa.
Tổng thể tích khí luôn được bảo toàn trong một phản ứng hóa học cân bằng.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
的伟大 nguyên tử và khối lượng được bảo toàn, nhưng thể tích khí không: 3 thể tích hydro cộng với 1 thể tích nitơ tạo ra chỉ 2 thể tích amoniac. Thể tích tỷ lệ thuận với số mol khí, thứ mà phản ứng có thể thay đổi.
Thể tích chiếm bởi một mol khí ở các điều kiện xác định: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
thể tích mol khí có nghĩa là thể tích chiếm bởi một mol khí ở các điều kiện xác định.