Молярный объем газообразных веществ

Горбачева Ирина Евгеньевна, учитель химии

Разделы: Химия

Цель урока: сформировать понятие о молярном, миллимолярном и киломолярном объемах газов и единицах их измерения.

Задачи урока:

Обучающие – закрепить ранее изученные формулы и найти связь между объемом и массой, количеством вещества и числом молекул, закрепить и систематизировать знания учащихся.
Развивающие – развивать умения и навыки решать задачи, способности к логическому мышлению, расширять кругозор учащихся, их творческие способности, умения работать с дополнительной литературой, долговременную память, интерес к предмету.
Воспитательные – воспитывать личности с высоким уровнем культуры, формировать потребность в познавательной деятельности.

Тип урока: Комбинированный урок.

Оборудование и реактивы: Таблица «Молярный объем газов», портрет Авогадро, мензурка, вода, мерные стаканы с серой, оксидом кальция, глюкозы количеством вещества 1 моль.

План урока:

Организационный момент (1 мин.)
Проверка знаний в виде фронтального опроса (10 мин.)
Заполнение таблицы (5 мин.)
Объяснение нового материала (10 мин.)
Закрепление (10 мин.)
Подведение итогов (3 мин.)
Домашнее задание (1 мин.)

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Фронтальная беседа по вопросам.

Как называется масса 1 моля вещества?

Как связать молярную массу и количество вещества?

Чему равно число Авогадро?

Как связано число Авогадро и количество вещества?

А как связать массу и число молекул вещества?

3. А теперь заполните таблицу, решив задачи – это групповая работа.

Формула, вещества	Масса, г	Молярная масса, г/моль	Количество вещества, моль	Число молекул	Число Авогадро, молекул/моль
ZnO	?	81 г/моль	? моль	18•10²³ молекул	6•10²³
MgS	5,6г	56 г/моль	? моль	?	6•10²³
BaCl₂	?	? г/моль	0,5 моль	3•10²³ молекул	6•10²³

4. Изучение нового материала.

«...Мы хотим не только знать, как устроена природа (и как происходят природные явления), но и по возможности достичь цели, может быть, утопической и дерзкой на вид, – узнать, почему природа является именно такой, а не другой. В этом ученые находят наивысшее удовлетворение.»
Альберт Эйнштейн

Итак, наша цель найти наивысшее удовлетворение, как настоящие ученые.

А как называется объем 1 моля вещества?

От чего зависит молярный объем?

Чему будет равен молярный объем воды, если ее M_r = 18, а ρ = 1 г/мл?

(Конечно 18 мл).

Для определения объема вы пользовались формулой известной из физики ρ = m / V (г/мл, г/см³, кг/м³)

Отмерим этот объем мерной посудой. Отмерим молярные объемы спирта, серы, железа, сахара. Они разные, т.к. плотность разная, (таблица различных плотностей).

А как обстоит дело у газов? Оказывается, 1 моль любого газа при н.у. (0°С и 760 мм.рт.ст.) занимает один и тот же объем молярный 22,4 л/моль (показывается на таблице). А как будет называться объем 1 киломоля? Киломолярным. Он равен 22,4 м³/кмоль. Миллимолярный объем 22,4 мл/моль.

Откуда взялось это число?

Оно вытекает из закона Авогадро. Следствие из закона Авогадро: 1 моль любого газа при н.у. занимает объем 22,4 л/моль.

Немного о жизни итальянского ученого мы сейчас услышим. (сообщение о жизни Авогадро)

А теперь посмотрим зависимость величин от разных показателей:

Формула вещества	Агрегатное состояние (при н.у.)	Масса, г	Плотность, г/мл	Объем порций в 1 моль, л	Количество вещества, моль	Зависимость между объемом и количеством вещества
NaCl	Твердое	58,5	2160	0,027	1	0,027
H₂O	Жидкое	18	1000	0,018	1	0,18
O₂	Газ	32	1,43	22,4	1	22,4
H₂	Газ	2	0,09	22,4	1	22,4
CO₂	Газ	44	1,96	22,4	1	22,4
SO₂	газ	64	2,86	22,4	1	22,4

Из сравнения полученных данных сделайте вывод (зависимость между объемом и количеством вещества для всех газообразных веществ (при н.у.) выражается одинаковой величиной, которая называется молярным объемом.)

Обозначается V_m и измеряется л/моль и т.д. Выведем формулу для нахождения молярного объема

V_m = V/v, отсюда можно найти количество вещества и объем газа. А теперь вспомним ранее изученные формулы, можно ли их объединить? Можно получить универсальные формулы для расчетов.

m/M = V/V_m;

V/V_m = N/Na

5. А теперь закрепим полученные знания с помощью устного счета, чтобы знания через умения стали применятся автоматически, то есть превратились в навыки.

За правильный ответ вы будите получать балл, по количеству баллов получите оценку.

Назовите формулу водорода?
Какова его относительная молекулярная масса?
Какова его молярная масса?
Сколько молекул водорода будет в каждом случае?
Какой объем займут при н.у. 3 г H₂?
Сколько будут весить 12•10²³ молекул водорода?
Какой объем займут эти молекулы в каждом случае?

А теперь решим задачи по группам.

Задача №1

Образец: Какой объем занимает 0,2 моль N₂ при н.у.?

Дано: н.у. V_m = 22, 4 л/моль ν (N₂) = 0,2 моль	Решение: ν (N₂) = V(N₂) / V_m , следовательно V (N₂) = ν (N₂) · V_m = 0,2 моль · 22,4 л / моль = 4,48 л Ответ: V (N₂) = 4,48 л
Найти: V – ?

Задачи для самостоятельного решения

Решите задачи по приведённому образцу:

Какой объем занимают 5 моль O₂ при н.у.?
Какой объем занимают 2,5 моль H₂ при н.у.?

Задача №2

Образец: Какое количество вещества содержит водород объемом 33,6 л при н.у.?

Дано: н.у. V_m = 22, 4 л/моль V (H₂) = 33,6 л	Решение: ν (H₂) = V(N₂ ) / V_m = 33,6 л / 22,4 л/моль = 1,5 моль Ответ: ν (H₂) = 1,5 моль
Найти: ν - ?

Задачи для самостоятельного решения

Решите задачи по приведённому образцу:

Какое количество вещества содержит кислород объемом 0,224 л при н.у.?
Какое количество вещества содержит углекислый газ объемом 4,48 л при н.у.?

Задача №3

Образец: Какой объем займут 56 г. газа СО при н.у.?

Дано: н.у. V_m = 22, 4 л/моль m (CO) = 56 г	Решение: ν (CO) = V(CO) / V_m , следовательно V (CO) = ν (CO) · V_m Неизвестное количество вещества найдём по формуле: ν = m/M M(CO) = Ar(C) + Ar(O) = 12 + 16 = 28 г/моль ν (СО) = m/M = 56 г / 28 г/моль = 2 моль V (CO) = ν (CO) · V_m = 2 моль · 22,4 л/моль = 44,8 л Ответ: V (CO) = 44,8 л
Найти: V – ?

Задачи для самостоятельного решения

Решите задачи по приведённому образцу:

Какой объем займут 8 г. газа O₂ при н.у.?
Какой объем займут 64 г. газа SO₂ при н.у.?

Задача №4

Образец: В каком объеме содержится 3·10²³ молекул водорода H₂ при н.у.?

Дано: н.у. V_m = 22, 4 л/моль N = 3·10²³ молекул Na = 6,02 ·10²³ моль-1	Решение: ν (H₂) = V(H₂) / V_m, следовательно V (H₂) = ν (H₂) · V_m Неизвестное количество вещества найдём по формуле: ν = N / Na = 3·10²³ / 6,02 ·10²³ моль-1 = 0,48 моль V (H₂) = ν (H₂) · V_m = 0,48 моль · 22,4 л/моль = 10,752 л Ответ: V (H₂) = 10,752 л
Найти: V – ?

Задачи для самостоятельного решения

Решите задачи по приведённому образцу:

В каком объеме содержится 12,04 ·10²³ молекул водорода СO₂ при н.у.?
В каком объеме содержится 3,01·10²³ молекул водорода O₂ при н.у.?

Понятие относительной плотности газов следует дать на основании их знаний о плотности тела: D = ρ₁/ρ₂, где ρ₁ – плотность первого газа, ρ₂ – плотность второго газа. Вы знаете формулу ρ = m/V. Заменив в этой формуле m на М, а V на V_m, получим ρ = М/V_m. Тогда относительную плотность можно выразить, используя правую часть последней формулы:

D = ρ₁/ρ₂= М₁/М₂.

Вывод: относительная плотность газов – число, показывающее, во сколько раз молярная масса одного газа больше молярной массы другого газа.

Например, определите относительную плотность кислорода по воздуху, по водороду.

6. Подведение итогов.

Решите задачи для закрепления:

Найдите массу (н.у.): а) 6 л. О₃; б) 14 л. газа H₂S?

Какой объём водорода при н.у. образуется при взаимодействии 0,23 г натрия с водой?

Какова молярная масса газа, если 1 л. его имеет массу 3,17 г.? (Подсказка! m = ρ·V)

7. Домашняя работа.

§16, 1-4 стр.85 (писм.)

Презентация.

18.04.2015