Закон Авогадро. Молярный объем газов.

Конспект урока химии по теме: «Закон Авогадро. Молярный объем газов», 8 класс

учителя высшей категории МБОУ «СОШ № 37» города Чебоксары Чувашской Республики Грачевой Галины Вениаминовны.

Цель сформулировать закон Авогад­ро, ввести понятие молярного объема газов; вывести формулу для вычисления

количества вещества с ис­пользованием молярного объема газов;

рассмотреть решения задач с использованием объема газов

при нормальных условиях.

Задачи: образовательная: научить вычислять объём газов по известной массе,

количеству одного из реагентов или продуктов реакции;

развивающая: уметь применять и преобразовывать формулы для решения

решения задач;

воспитательная: воспитывать интерес к химии как науке, через примеры,

связанные с жизнью.

Тип урока: комбинированный.

Методы объяснительно-иллюстративные, репродуктивные,

обучения: частично-поисковые, практические.

Ход урока

1. Организационный этап

Проверяю готовность учащихся к уроку.

1. Проверка домашнего задания

Провожу анализ контрольной работы (устно).

1. Актуализация опорных знаний

Беседа

• В каких агрегатных состояниях может находиться вещество?

• Охарактеризуйте газообразное состояние вещества (не имеют собственной поверхности и собственного объема, принимают полностью объем сосуда)

— Как влияет на физическое состояние газов изменение температуры?

• Как влияет на физическое состояние газов изменение давления?

• Какие три количественные характеристики используют для изме­рения веществ?

Мотивация

При решении задач мы часто находим количество вещества или мас­су газообразных веществ (кислорода, азота, углекислого газа и других газов). Пересчитать количество молекул практически невозможно, но и взвесить газы на практике очень трудно. Для измерения газов принято использовать объемы. Итак, необходимо выяснить, как связаны между собой количество вещества и объем.

Сообщаю тему урока и прошу учеников сформулировать цель урока.

IV. Изучение нового материала

1. Закон Авогадро.

Рассказываю.

Итак, нас интересует, как связаны между собой объем газов и коли­чество молекул, содержащихся в этом объеме? Этим вопросом заинтересо­вался в начале XIX столетия итальянской ученый Амедео Авогадро. Пос­ле многочисленных экспериментов с газообразными веществами он в 1814 году сформулировал свой закон, который со временем получил название закона Авогадро:

В равных объемах любых газов, которые находятся в одинаковых усло­виях (температура и давление), содержится одинаковое число молекул.

С современной точки зрения это утверждение довольно легко объяс­няется. Как и большинство твёрдых и жидких веществ, газы состоят из отдельных молекул. Но в отличие от твердых и жидких веществ, в которых молекулы расположены очень плотно друг к другу, в газах молекулы распо­ложены на больших расстояниях друг от друга. Эти расстояния значитель­но больше собственных размеров молекул. И хотя молекулы разных газов отличаются друг от друга размерами, формой и объемом, этими отличиями можно пренебречь, и рассматривать их как жесткие крошечные шарики.

Молекулы газа постоянно находятся в состоянии беспорядочного (ха­отичного) движения и сталкиваются друг с другом с определенной часто­той. Но при этом среднее расстояние между молекулами газа постоянно и зависит только от условий, в которых находится газ. Если разные газы находятся в одинаковых условиях (температура и давление), то расстояния между молекулами приблизительно одинаковы, и потому в одинаковых объемах должно содержаться одинаковое число молекул.

Следует акцентировать внимание учеников на том, что этот закон спра­ведлив только для идеальных газов и не применяется для жидкостей.

Коллективно обсуждаем

Согласно закону Авогадро, в равных объемах разных газов при одина­ковых условиях содержится равное число молекул. Какая еще величина характеризуется равным числом частичек? (Ответ: моль.)

Учитель предлагает объединить эти два суждения. Необходимо прийти к выводу о том, что 1 моль любого газа при одинаковых условиях занима­ет одинаковый объем. Это первое следствие, которое вытекает из закона Авогадро.

Как можно назвать объем 1 моль газа по аналогии с молярной массой?

Каким будет молярный объем любого газа при одинаковых условиях?

Молярный объем — это физическая величина, которая равняется от­ношению объема вещества к его количеству.

При нормальных условиях молярный объем любого газа составляет приблизительно 22,4л/моль.

Зная молярный объем газа, можно определить количество вещества л, которое содержится в объеме V при нормальных условиях:

v V_т = 22,4 л/моль.

Если мы знаем, что в одном моле вещества содержится такое количест­во молекул, которое равняется числу Авогадро, то можем вычислить число молекул газа в определенном объеме при нормальных условиях:

; N

Задача 1. Вычислите объем и массу азота при нормальных условиях количеством вещества 1,2 моль.

Дано:

v (N₂) = 1,2моль

V (N₂) —?

m(N₂) - ?

Решение:

V= V_т=1,2 моль 22,4 л/моль = 26,88 л.

m = v M = 1,2 28 г/моль=33,6 г

Ответ: V(N₂) = 26,88 л

m(N₂) = 33,6 г

Задача 2. Вычислите количество вещества, которое содержится при нормальных условиях в 5,6 л водорода.

Решение:

V(H₂) = 5,6 л.

v (H₂) —? v = = = 0,25 моль

Задача 3. Вычислите число атомов и число молекул хлора, ко­торые содержатся в 16,8 л хлора (при н.у.).

Дано:

V(Cl₂) = 16,8л.

N (Cl₂) - ?

N (Cl) —?

v (Cl₂) = = моль

N (Cl₂) = v N_А моль 6,02 10²³ моль^-1=

4.5 10²³ (молекул)

Каждая молекула хлора содержит в своем со­ставе два атома хлора, поэтому число атомов бу­дет вдвое больше числа молекул хлора:

N (Cl) = 2 N (Cl₂) = 2 4,5 10²³ = 9 10²³.

Ответ: N(Cl₂) = 4,5 10²³ , N(Cl) = 9 10²³.

Задача 4. Вычислите массу одного литра угарного газа (н.у.). Вычислите число молекул угарного газа и число атомов углерода и кислорода.

Дано: Решение

V(CО) = 1 л. Вычислим количество вещества угарного газа,

N (CO) - ? содержащегося в 1 литре:

N (О) —? v (CO) = = = 0,0446 моль

m (CO) - ? Масса такого количества угарного газа будет

N(C) - ? равняться:

Mr (СO) = 12 + 16 = 28

M(CO) = = 28 г/моль

m(CO) = v (CO) M(CO) = 0,0446 моль 28 г/моль = 1,25 г.

N(CO) = v = 0,0446 моль 6,02 10²³ моль ^-1= 2,68 10²²

v (С) = v(O)= v(СO)= 0,0446 моль

N(C) = N(O) = N(CO) = 2,68 10²²

Ответ: m(CO) = 1,25 г; N(C) = N(O) = 2,68 10 ²² атомов; N(CO) = 2,68 10²² молекул.

1. Закрепление знаний и умений обучающихся.

Вычислите объем, который занимают при нормальных условиях: а) азот количеством вещества 0,25 моль; б) фтор количеством вещес­тва 0,2 моль; в) углекислый газ количеством вещества 0,3 моль; г) водород количеством вещества 5 моль.

1. Вычислите количество вещества, которое содержится при нормаль­ных условиях в: а) 4,48 л кислорода; б) 11,2 л азота; в) 5,6 л водорода; г) 2,24 л аммиака.

1. Домашнее задание:

Выучить параграф 38, зад. 1,2,3

Подведение итогов урока.

Предлагаю ученикам определить важнейшие понятия, кото­рые изучались на уроке, а также проанализировать результаты своей дея­тельности на уроке и оценить свои умения решать задачи с использованием понятия «молярный объем газов».

Задача 1. Рассчитайте количество вещества, массу и объем кислорода, образовавшегося при разложении 15,8 г перманганата калия.

Задача 2. Вычислите число молекул в 27 г воды, число атомов водорода и число атомов кислорода.

Задача 3. Вычислите плотность и относительную плотность по водороду, по кислороду и по воздуху.