ГДЗ по Химии 8 Класс Параграф 19 Вопрос 2 Габриелян, Остроумов — Подробные Ответы

Закон Авогадро гласит: при одинаковых условиях одинаковое количество молекул различных газов занимает одинаковый объём.

Первое следствие закона Авогадро утверждает, что один моль любого газа при идентичных условиях всегда занимает одинаковый объём. Этот объём называют молярным и обозначают \(V_m\).

При нормальных условиях:
\(
V_m = 22,4 \, \text{л/моль}
\)

Второе следствие закона Авогадро заключается в том, что отношение масс равных объёмов различных газов при одних и тех же условиях соответствует отношению их молярных масс:
\(
D_{\text{по газу 1}} (\text{газа 2}) = \frac{M(\text{газа 2})}{M(\text{газа 1})}
\)

Здесь:

• \(M(\text{газа 1})\) — молярная масса первого газа;
• \(M(\text{газа 2})\) — молярная масса второго газа;
• \(D_{\text{по газу 1}} (\text{газа 2})\) — относительная плотность второго газа по отношению к первому.

Для ответа на этот вопрос необходимо сформулировать сам закон Авогадро, а затем подробно рассмотреть два основных следствия, которые из него вытекают.

Закон Авогадро — это фундаментальный закон химии, который гласит, что при одинаковых условиях (температуре и давлении) одинаковое количество молекул различных газов занимает одинаковый объём. Иными словами, если у вас есть, например, 1 литр кислорода и 1 литр азота при одной и той же температуре и давлении, то в этих двух объёмах будет содержаться одинаковое число молекул, независимо от химической природы газа.

Из этого закона вытекают два важных следствия:

Первое следствие закона Авогадро (Молярный объём):

Если одинаковое количество молекул разных газов занимает одинаковый объём, то логично предположить, что и один моль любого газа (то есть количество вещества, содержащее число Авогадро молекул, примерно \(6,022 \times 10^{23}\) молекул) при идентичных условиях будет всегда занимать одинаковый объём. Этот объём является постоянной величиной для всех газов при заданных условиях и называется молярным объёмом. Его обозначают символом \(V_m\).

Особенно важно знать значение молярного объёма при так называемых нормальных условиях (н.у.), которые определяются как температура \(0^\circ \text{C}\) (\(273,15 \text{ K}\)) и давление \(1 \text{ атмосфера}\) (\(101,325 \text{ кПа}\)).

При нормальных условиях:
\(
V_m = 22,4 \, \text{л/моль}
\)

Это означает, что один моль любого газа (например, \(32 \text{ г}\) кислорода, \(28 \text{ г}\) азота или \(2 \text{ г}\) водорода) при \(0^\circ \text{C}\) и \(1 \text{ атмосфере}\) будет занимать объём в \(22,4\) литра.

Второе следствие закона Авогадро (Относительная плотность газов):

Это следствие позволяет сравнивать массы разных газов. Поскольку при одних и тех же условиях равные объёмы различных газов содержат одинаковое число молекул, то отношение масс этих равных объёмов будет равно отношению масс отдельных молекул, а следовательно, и отношению их молярных масс. Это отношение называется относительной плотностью одного газа по другому.

Формула для относительной плотности газа 2 по газу 1 выглядит так:
\(
D_{\text{по газу 1}} (\text{газа 2}) = \frac{M(\text{газа 2})}{M(\text{газа 1})}
\)

Где:

• \(D_{\text{по газу 1}} (\text{газа 2})\) — относительная плотность газа 2 по отношению к газу 1. Это безразмерная величина, показывающая, во сколько раз газ 2 тяжелее (или легче) газа 1 при одинаковых условиях и объёме.
• \(M(\text{газа 1})\) — молярная масса первого газа (в г/моль).
• \(M(\text{газа 2})\) — молярная масса второго газа (в г/моль).

Например, если мы хотим узнать, во сколько раз углекислый газ (\(\text{CO}_2\)) тяжелее кислорода (\(\text{O}_2\)), мы используем их молярные массы: \(M(\text{CO}_2) = 44 \text{ г/моль}\) и \(M(\text{O}_2) = 32 \text{ г/моль}\).

Тогда \(D_{\text{по } \text{O}_2} (\text{CO}_2) = \frac{44}{32} = 1,375\). Это означает, что углекислый газ в 1,375 раза тяжелее кислорода при одинаковом объёме и условиях.