МОЛЯРНИЙ ОБ’ЄМ ГАЗІВ. ЗАКОН АВОГАДРО

Клас 8      Дата                                

  Урок  №  8                                        

ТЕМА УРОКУ: МОЛЯРНИЙ ОБ’ЄМ ГАЗІВ. ЗАКОН АВОГАДРО

Мета: формування предметних компетентностей: з’ясувати суть закону Авогадро, ввести поняття молярного об’єму  газу, розглянути взаємозв’язок між фізичними величинами – кількісті речовини, молярним об’ємом, масою, кількістю структурних частинок

формування  ключових компетентностей -   саморозвитку й самоосвіти, інформаційної — вміння робити короткий раціональний запис, робити висновки й узагальнення;

продовжувати розвивати логічне мислення, компетенцію продуктивної творчої діяльності.

Реалізація НЛ: громадянська відповідальність, екологічна безпека і сталий розвиток, підприємливість і фінансова грамотність, здоров'я і безпека.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Форми роботи: розповідь учителя, бесіда, керована практика.

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва.

                                   Хід уроку.

І. Організаційний етап уроку.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

     Бесіда.

1. В яких агрегатних станах можуть перебувати речовини?
2. Що можна сказати про відстані між структурними частинками речовини в різних агрегатних станах.
3. Від чого, на вашу думку, залежатиме об’єм речовини?
4. Охарактеризуйте газоподібний стан речовини.
5. Як впливає на фізичний стан газів зміна температури та тиску?

Мотивація навчальної діяльності.

 На попередніх уроках ми навчилися знаходити кількість речовини, кількість структурних частинок в певній кількості речовини, переходити від кількості речовини до маси, адже нам легше відважити певну масу речовини, ніж порахувати певну кількість структурних частинок. Але, зважити газоподібну речовину дуже важко. Для вимірювання газів краще використовувати об’єми. Тому, на сьогоднішньому уроці нам необхідно з’ясувати, як пов’язані між собою кількість речовини і об’єм.

 Отже, записуємо тему уроку: « Молярний об’єм газів. Закон Авогадро.»

Завданням нашого уроку буде – з’ясувати суть закону Авогадро, ввести поняття молярного об’єму газу та встановити взаємозв’язок між кількістю речовини та об’ємом, об’ємом та масою газу.

   ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

 Проблемна ситуація. Казка.

В одному великому будинку в сусідніх кімнатах жили два гази: 1 моль Кисню та 1 моль Водню.( запитання до класу: Скільки молекул кожного газу жило в кімнатах?). Жили вони дружно, поки одного разу не виникла між ними суперечка: хто з них важливіший? Кисень гордовито промовив:

- Я підтримую горіння, дихання, без мене не було б життя на Землі.

Водень знітився і тихенько промовив:

-  Але я теж важливий, адже я утворюю одну з найважливіших складних речовин – воду, в якій зароджується життя. Мене так і назвали «Водень» - той, що народжує воду.                                                                                           Але Кисень не хотів навіть слухати його. Скільки не старалися сусіди примирити їх, але не змогли. І вирішили розселити ці два гази в нові квартири одинакові за розміром. Але Кисень не згодився на цю пропозицію. Він вважав, що його квартира повинна бути більшою. Як  ви вважаєте , чому Кисень захотів більшої квартири? ( Пропонуємо порівняти молярні маси Кисню і Водню і зробити відповідний висновок). Як ми переконалися, Кисень важчий від Водню в 16 разів, отже і квартира його повинна бути більшою. І пішов Кисень по різних інстанціях, але всюди йому відмовляли, пояснюючи це тим, для всіх газів діє закон Авогадро. Тому, давайте вияснимо зміст закону Авогадро і переконаємось, що з Киснем поступили по закону.

 Вивченням газоподібних речовин займалися багато вчених: французький хімік Гей-Люссак, англійський фізик Роберт Бойль. Вони довели, що всі гази однаково стискуються, мають однаковий температурний коефіцієнт розширення, і щo об’єми газів залежать не від розмірів частинок, а від відстані між ними. При незмінних умовах (температурі та тиску) відстані між молекулами різних газів приблизно одинакові. На підставі цих законів і своїх досліджень італійський учений Амедео Авогадро сформулював закон: В однакових об’ємах різних газів міститься однакова кількість молекул. На основі цього закону справедливим буде обернене твердження: Однакова кількість молекул різних газів за однакових умов займатиме однаковий об’єм. Давайте обчислимо об’єм, що займатиме 1моль або 6,02×10²³ молекул різних газів. З курсу фізики відомо, що існує залежність між об’ємом та масою через густину: m=V∙ρ; звідси: V= m/ρ.

 Для 1 моля речовини m = М, отже формулу для знаходження об’єму 1 моля газу можна записати так: V=M/ρ. Користуючись цією формулою , зробимо обчислення і заповнимо таблицю:

 На основі ваших обчислень ми переконалися, що 1 моль будь-якого газу при незмінних умовах займатиме об’єм 22,4л. А, зараз повернемось до нашої казки: чи правильно поступили з Киснем і чому? (учні висловлюють свої думки).

Об’єм 1 моля газу називають молярним об’ємом і позначають V_m.

Молярний об’єм – це фізична величина, що дорівнює відношенню об’єму газу до відповідної кількості речовини цього газу.

                               V_m= V/n; [V]=л, [n]=моль, отже [V_m]= л/моль.

 Значення молярного об’єму газів залежить від температури і тиску. У хімії прийнято відносити його до атмосферного тиску та температури 0⁰ – такі умови називаються нормальними – t=0C або Т=273⁰К та Р=1атм. або 101,3 кПа.

Знаючи молярний об’єм газу, можна визначати кількість речовини, об’єм будь-якої кількості речовини та кількість структурних частинок в певному об’ємі газу.

З формули V_m=V/n → n=V/V_m, або n=V/22,4.

Знаючи, що N= N_A∙n, можемо записати: N= N_A∙V/22,4.

ІV. Формування вмінь і навичок. Керована практика.

Задача 1.

  Обчислити об’єм, що займе при нормальних умовах водень кількістю речовини 1,5 моль.

Дано:

n=1,5 моль V=22,4·n

                               V(H₂)=22,4 л/моль ·1,5 моль=33,6 л  

V(H₂)-? 

Задача 2.

Обчислити, якій кількості речовини відповідатиме 4,48 л вуглекислого газу.

Дано:

V(CO₂)=4,48л  n=V/22,4

                               n(CO₂) =4,48 л/22,4л/моль=0,2моль

      n-? 

Задача 3.

Обчислити кількість молекул та атомів, що міститься в 89,6 л кисню при нормальних умовах.

Дано:

V(O₂)=89,6л  N= N_A∙V/22,4

                               N_мол.(О₂)=6,02 моль^-1·89,6л/22,4 л/моль=24,08·10²³

 N_мол.-?, N_атомів-? N_атомів(О)=2· N_мол.(О₂)=2·24,08·10²³=48,16·10²³

А зараз виведемо формули, за допомогою яких зможемо перейти від об’єму газу до маси і навпаки.

1) V→m

         m= M·n 

         n=V/22,4 m=M·V/22,4

2) m→V

          V=22,4·n

           n=m/M V=m·22,4/M

Задача 4.

За добу людина видихає 500л вуглекислого газу. Яка маса цього газу?

V(СО₂)=500л  

                               m=M·V/22,4

 M(СО₂)=44 г/моль 

       m-? m=44 г/моль·500л/22,4 л/моль=982,4г

Задача 5.

Балон містить 500г стисненого водню. Який об’єм займе ця маса водню за нормальних умов?

m(H₂)=500г  V=m·22,4/M

                               M(H₂)=2 г/моль

V(H₂)-? V=500 г·22,4 л/моль/2 г/моль=5600л

V. Підсумки уроку

Закінчити речення:

1. В однакових об’ємах різних газів міститься …
2. Цей закон відкрив …
3. Однакова кількість молекул різних газів займає …
4. Один моль будь-якого газу за нормальних умов займає об’єм …
5. Цей об’єм називають …

VІ. Домашнє завдання