Презентація. Співвідношення об'ємів газів у хімічних реакціях.

Тема заняття. Співвідношення об'ємів газів у хімічних реакціях.

План заняття.1. Повторення навчальної інформації за § 25. «Властивості метану та його гомологів, їх застосування». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/33.php 2. Ознайомлення з навчальною інформацією за § 26. «Співвідношення об'ємів газів у хімічних реакціях.» Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/34.php 3. Ознайомлення з умовами домашнього завдання. Домашнє завдання.1. Повторити навчальну інформацію за § 25. «Властивості метану та його гомологів, їх застосування». Підручник з Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/33.php 2. Вивчити навчальну інформацію за § 26. «Співвідношення об'ємів газів у хімічних реакціях.» Хімії. 9 клас. Григорович - Нова програма. https://uahistory.co/pidruchniki/grygorovich-chemistry-9-class-2017/34.php 3. Виконати письмові завдання домашньої роботи.

Найважливіші вуглеводні - метан, етан та деякі інші - за звичайних умов перебувають у газуватому стані. Гази відрізняються від рідин і твердих речовин тим, що відстані між їхніми частинками (молекулами, а в інертних газах - атомами) дуже великі. Завдяки цьому порції різних газів, що містять однакову кількість молекул, займають однаковий об’єм (за одних і тих самих температури й тиску). Це засвідчує закон Авогадро. Згідно з ним 1 л метану СН4 містить стільки молекул, скільки, наприклад, 1 л етану С2 Н6. У 2 л метану або етану кількість молекул удвічі більша, у 3 л - утричі більша. Закон Авоґадро: В однакових об'ємах будь-яких газів, що перебувають за однакових умов (температура й тиск), міститься однакова кількість молекул.

Багато реакцій відбуваються за участі газуватих речовин, зокрема вуглеводнів. Серед них - вуглеводні, які ми вже знаємо: метан, етен, етин, а також етан, пропан, бутан. Аналізуючи результати дослідів із газами, французький учений Ж. Гей-Люссак сформулював у 1808 р. закон об’ємних відношень: Об'єми газів, що вступають у реакцію та утворюються внаслідок реакції, співвідносяться як невеликі цілі числа. У реакціях з газуватими речовинами об’єми газів співвідносяться як числа, що дорівнюють стехіометричним коефіцієнтам у рівняннях реакцій. Ці числа є відповідними коефіцієнтами в хімічному рівнянні. За законом об’ємних співвідношень легко розв’язувати задачі, в яких необхідно обчислити об’єми газуватих речовин. Закон Гей-Люссака дозволяє проводити обчислення з об’ємами газів, виміряними за будь-яких умов. Головне, щоб усі об’єми було виміряно за однакових умов. Закон Гей-Люссака поширюється на всі речовини, що перебувають у газоподібному стані, - органічні й неорганічні. С5 Н12 + 8 О2 → 5 СО2 + 6 Н2 О2 С6 Н14 + 13 О2 → 12 СО + 14 Н2 О2 С20 Н42 + 21 О2 → 40 С + 42 Н2 О2 С4 Н10 + 13 О2 → 8 СО2 + 10 Н2 О

1. Водень. 2. Кисень. 3. Водяна пара. Наприклад, в реакції синтезу води беруть участь дві молекули водню й одна молекула кисню. Продукт їхньої взаємодії - дві молекули води. За якої умови обидва реагенти витратяться повністю? Потрібно, щоб кількість молекул водню була вдвічі більша за кількість молекул кисню. Оскільки в рівних об’ємах різних газів за однакових умов містяться однакові кількості молекул, можна стверджувати, що об’єм водню в реакції має вдвічі перевищувати об’єм кисню. Об’єм продукту реакції - водяної пари - дорівнюватиме об’єму водню й буде вдвічі більший за об’єм кисню.

Законом об'ємних відношень дуже зручно користуватися під час розв'язування задач, але тільки в тому випадку, якщо об'єми всіх газів, що беруть участь у реакції, виміряно за однакових умов.

Приклад. Задача 1. Метан об’ємом 250 л повністю згорів у кисні. Обчисліть об’єм кисню (н. у.), який використали для реакції. Закон об’ємних відношень: об’єми газів, що реагують, відносяться один до одного й до об’ємів газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа.250л. Хл.

Приклад. Задача 2. Обчисліть об’єми етану та кисню (н. у.), що прореагували в процесі горіння, якщо утворився карбон(ІV) оксид об’ємом 134,4 л. Закон об’ємних відношень: об’єми газів, що реагують, відносяться один до одного й до об’ємів газоподібних продуктів реакції як невеликі цілі числа.хх134.4

Приклад. Задача 3. Приготували суміш зі 120 л метану і 300 л кисню. Суміш підпалили. Чи залишиться після закінчення реакції один з реагентів? Якщо залишиться, то обчисліть його об'єм (об'єми всіх речовин вимірювали за нормальних умов).1:2 Відповідь: після реакції залишиться 60 л кисню.

Приклад. Задача 4.  Під час повного згоряння суміші, яка складається з одного об'єму певного газу та двох об'ємів кисню, утворився один об'єм вуглекислого газу та два об'єми водяної пари. Визначте формулу газу. Всі об'єми газів виміряно за однакових умов. Пояснення розв'язання задачі. Запишемо рівняння, позначивши невідомий газ Х, з урахуванням, що об'єми газів відповідають коефіцієнтам у рівнянні реакції: X + 2 O2 = CO2 + 2 H2 O1 2 1 2 Очевидно, що невідомий газ складається з атомів Карбону й Гідрогену, кисню в ньому немає, тому що кількість атомів Оксигену зліва і справа однакова (по 4). Оскільки рівняння зрівняне, то до складу невідомого газу має входити 1 атом Карбону й 4 атоми Гідрогену, тобто формула речовини CH4. Застосування закону об'ємних відношень полегшує розрахунки. Об'єми газів, що вступають у реакцію за однакових умов, відносяться один до одного як прості цілі числа.

Приклад. Задача 5. Який об'єм кисню необхідний для згоряння 4 л етану? Всі об'єми газів виміряно за однакових умов. Пояснення розв'язання задачі. Складемо хімічне рівняння горіння етану: 4л. хл.2 C2 H6 + 7 O2 → 4 CO2↑ + 6 H2 O 2л. 7л. ( 2:7) Оскільки коефіцієнти в хімічних рівняннях означають кількість речовини (в молях), вони відповідають і певним об'ємам, у літрах, тому під речовинами в хімічному рівнянні підписуємо об'єми згідно з коефіцієнтами. Запишемо над рівнянням об'єм етану, даний у задачі, та «хл.»На підставі цього складемо пропорцію: Відповідь: 14 л кисню.

Підсумки1. Під час розв’язання задач, де реагентами і продуктами реакції є газоподібні речовини, слід керуватись двома законами: законом Авогадро та законом об'ємних відношень газів.2. Закон Авогадро: у рівних об'ємах різних газів за однакових умов міститься однакова кількість молекул (або атомів).3. Закон об'ємних відношень газів: об'єми газів, що вступають у реакцію чи утворюються в результаті реакції, відносяться між собою як невеликі цілі числа.4. Відношення об'ємів газоподібних речовин збігається з відповідними коефіцієнтами перед цими речовинами в рівнянні реакції. С5 Н12 + 8 О2 → 5 СО2 + 6 Н2 О2 С6 Н14 + 13 О2 → 12 СО + 14 Н2 О2 С20 Н42 + 21 О2 → 40 С + 42 Н2 О