Тема: Газообразное состояние вещества
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ
краевое бюджетное общеобразовательное учреждение
«Школа дистанционного образования»
Выполнил: учитель химии Гуськова А.Е.
Красноярск 2015
Агрегатные состояния вещества
Что такое газ?
Газ (газообразное состояние) (от нидерл. gas) — агрегатное состояние вещества, характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами или ионами), а также их большой подвижностью. Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения.
Моля́рный объём
NA = 6,022…×1023
Это число Авогадро в честь итальянского химика Амедео Авогадро. Это универсальная постоянная для мельчайших частиц любого вещества.
Именно такое количество молекул содержит 1 моль кислорода О2, такое же количество атомов в 1 моле железа (Fe), молекул в 1 моле воды H2O и т. д.
Согласно закону Авогадро,
1 моль идеального газа при нормальных условиях имеет один и тот же объём Vm = 22,413 996(39) л. При нормальных условиях большинство газов близки к идеальным.
объём одного моля вещества, величина, получающаяся от деления молярной массы на плотность. Характеризует плотность упаковки молекул.
Воздух -естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода — 98-99 % в сумме, а также аргона, углекислого газа, воды, водорода), образующая земную атмосферу.
Таблица состава воздуха:
Состав воздуха:
Вещество
Обозначение
По объёму, %
По массе, %
Азот
N2
78,084
75,5
Кислород
O2
20,9476
23,15
Аргон
Ar
0,934
1,292
Углекислый газ
CO2
0,0314
0,046
Неон
Ne
0,001818
0,0014
Метан
CH4
0,0002
0,000084
Гелий
He
0,000524
0,000073
Криптон
Kr
0,000114
0,003
Водород
H2
0,00005
0,00008
Ксенон
Xe
0,0000087
0,00004
Водород
Самый лёгкий газ, он легче воздуха в 14,5 раз.
Как самые лёгкие, молекулы водорода движутся быстрее молекул любого другого газа и тем самым быстрее могут передавать теплоту от одного тела к другому.
Молекула водорода двухатомна — Н2. При нормальных условиях — это газ без цвета, запаха и вкуса.
Опыт: Получение водорода
Опыт: Взрыв гремучего газа
Получение водорода
1. Крекинг и риформинг углеводородов в процессе переработки нефти.
С2Н6 1000t→2C + 3H2
2. Из природного газа:
CH4 +O2 +2H2O →2CO2 +6H2
3. В лаборатории:
Zn + 2HCl→ZnCl2 + H2↑
Ca + 2H2O →Ca(OH)2 + H2
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 +2H2
Действие щелочей на цинк или алюминий:
Zn + 2NaOH + 2H2O →Na2[Zn(OH)4] + H2
Кислород
При нормальных условиях кислород — это газ без цвета, вкуса и запаха.
1 л его имеет массу 1,429 г.
Немного тяжелее воздуха.
Слабо растворяется в воде (4,9 мл/100 г при 0 °C, 2,09 мл/100 г при 50 °C) и спирте (2,78 мл/100 г при 25 °C).
Хорошо растворяется в расплавленном серебре (22 объёма O2 в 1 объёме Ag при 961 °C).
Является парамагнетиком — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля и имеют положительную магнитную восприимчивость.
Опыт: Получение кислорода
Кислород и озон
1. В настоящее время в промышленности кислород получают из воздуха.
2. Основным промышленным способом получения кислорода, является криогенная ректификация (сжиженные газы, кипят при разной температуре).
3. Получение в лаборатории:
2KMnO4 →K2MnO4 + MnO2 + О2 ↑
2H2O2 → 2Н2О + О2 ↑
Оксид углерода(IV)
Оксид углерода(IV) (углекислый газ, диоксид углерода, двуокись углерода, угольный ангидрид) — CO2
бесцветный газ (в нормальных условиях),
без запаха, со слегка кисловатым вкусом.
тяжелее воздуха,
растворим в воде,
при сильном охлаждении кристаллизуется в виде белой снегообразной массы – «сухого льда».
при атмосферном давлении он не плавится, а испаряется, температура сублимации -78 °С.
Углекислый газ образуется при гниении и горении органических веществ.
Содержится в воздухе и минеральных источниках, выделяется при дыхании животных и растений.
Мало растворим в воде (1 объем углекислого газа в одном объеме воды при 15 °С).
Опыт: Получение СО2 и его свойства
Опыт: взаимодействие «сухого льда» с водой
CaCO3 + 2HCl →CaCl2 + CO2 + H2O
Аммиа́к
NH3 - нитрид водорода, аммиак
при нормальных условиях — бесцветный газ с резким характерным запахом (запах нашатырного спирта).
Аммиак почти вдвое легче воздуха
II класс опасности (высокоопасные вещества).
Растворимость NH3 в воде чрезвычайно велика — около 1200 объёмов (при 0 °C) или 700 объёмов (при 20 °C) в объёме воды.
В холодильной технике носит название R717, где R — Refrigerant (хладагент), 7 — тип хладагента (неорганическое соединение), 17 — молекулярная масса.
Получение:
1. В лаборатории аммиак получают взаимодействием щелочей с солями аммония:
NH4Cl + NaOH = NaCl + H2O + NH3↑
2. В промышленности:
3H2 + N2 = 2NH3
Опыт: Свойства аммиака
Этилен
по ИЮПАК:
Этен (этилен) — органическое химическое соединение, описываемое формулой С2H4. Является простейшим алкеном (олефином).
При нормальных условиях — бесцветный горючий газ со слабым запахом.
Частично растворим в воде (25,6 мл в 100 мл воды при 0°C), этаноле (359 мл в тех же условиях).
Содержит двойную связь и поэтому относится к ненасыщенным или непредельным углеводородам.
Играет чрезвычайно важную роль в промышленности.
Получение:
СН3−СН3 → СН2=СН2 + Н2
В лаборатории: из этилового спирта.
Опыт : Получение этилена и его горение
Полиэтилен
Полимеризация- процесс образования высокомолекулярного вещества (полимера) путём многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества (мономера, олигомера) к активным центрам в растущей молекуле полимера.
Метан
СН4
Основная часть природного газа и попутного газа, до 98% в природном газе занимает метан.
применения в быту,
применяется в химической промышленности для получения многих органических продуктов – ацетилена, фторо- и хлоропроизводных.
Опыт: Получение метана
CH3COONa + NaOH = CH4 + Na2CO3
Другие представители газов
Инертные газы
