Урок. Закон Авогадро. Молярний об'єм газів.

План-конспект уроку №32

Хімія 8 клас. Дата_____________________________________________

 

 

Тема.  Закон Авогадро. Молярний об’єм газів. Розв’язування розрахункових задач.

 

Мета уроку: ознайомитися з поняттям «молярний об’єм газів», вивчити закон Авогадро, вивести і засвоїти математичний вираз молярного об’єму та вміти застосувати його під час хімічних обчислень. Формувати міжпредметні зв’язки з фізикою та математикою. Розвивати креативні та інтелектуальні здібності учнів, розвивати логічне мислення. Виховувати самостійність.

Тип уроку:  засвоєння нових знань.

Засоби наочності: Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, зразки речовин кількістю речовини 1 моль, саморобний куб об’ємом 22,4л (зі стороною 28,2см).

Форми роботи: розповідь, демонстрації зразків речовин кількістю речовини 1 моль, саморобного куба, об’ємом 22,4л; розв’язування задач на основі поняття «молярний об’єм».

 

Хід уроку

 

1. Організація класу.

 

2. Перевірка домашнього завдання та корекція опорних знань.

Учні біля дошки розв’язують задачі на визначення  маси  1 моля таких речовин: води, кухонної солі, цукру. ( За картками)

Картка №1.

Обчислити масу 1 моль води.

Картка №2.

Обчислити масу 1 моль кухонної солі - NaCl

Картка №3.

Обчислити масу 1 моль цукру - C₁₂H₂₂O₁₁

 3.Актуалізація опорних знань.

Фронтальна бесіда. Гра «Допоможи потопаючому». (Вчитель задає питання учням. Якщо учень не знає відповіді, то залишається стояти. Після опитування вчитель пропонує учням класу задати цим учням такі питання з даної теми, щоб вони змогли відповісти і сісти)

1. Що таке «кількість речовини»?
2. Одиниця вимірювання кількості речовини.
3. Скільки частинок міститься в 1 моль речовини?
4. Як позначають кількість структурних частинок?
5. Як позначають Сталу Авогадро?
6. Чому дорівнює Стала Авогадро?
7. Як позначають молярну масу речовини?
8. В яких одиницях визначається молярна маси речовини?
9. Як позначають масу речовини?
10.                      В яких одиницях вимірюють масу речовин ?

Демонстрація.

Перед вами зразки речовин кількістю речовини 1 моль. В 1 моль води, натрій хлориду, цукру міститься однакове число молекул –6,02∙10²³. Проте 1 моль кожної з них має різну масу і займає різний об’єм, що й повинні були підтвердити своїми розрахунками учні біля дошки.

 

4. Постановка проблеми.

Перед нами стоїть таке питання: гази, які взяті кількістю речовини 1моль, мають різні  об’єми чи однакові ?

Це питання ми повинні з’ясувати сьогодні. Відповісти на це запитання відразу ми не можемо, тому що об’єм речовини залежить від густини речовини.

5. Повідомлення теми, мети, завдань, очікуваних результатів уроку. (Діти записують тему уроку в зошити).

Під час проведення хімічних реакцій між газами зручніше користуватися їх об’ємами, а не масами.

Запитання для учнів, відповіді на які вонишукають в мережі Інтернет з допомогою своїх гаджетів. Робота в групах .

1. Які вчені займалися вивченням газоподібних речовин?
2. Які основні фізичні закономірності , що описують стан газів сформулювали Луї Гей-Люссак та Роберт Бойль?
3. Як формулюється закон обємних співвідношень і хто його відкрив?
4. Як формулюється закон Авогадро для газів і коли він був відкритий?

Довідка.

       Вивченням газоподібних речовин займалося безліч учених. Значний внесок у вивчення цього питання зробили французький хімік Жозеф Луї Гей-Люссак та англійський фізик Роберт Бойль, які сформулювали низку фізичних закономірностей, що описують стан газів:

- Усі гази однаково стискаються, мають однаковий термічний коефіцієнт розширення.

 - Об’єми газів залежать не від розмірів окремих молекул, а від відстані між молекулами.

 - Відстані між молекулами залежать від швидкості їхнього руху, енергії та температури.

        Ж.Л.Гей-Люссак, досліджуючи гази, виявив, що під час хімічних реакцій їхні об’єми відносяться між собою як невеликі цілі числа. Ці числа відповідають коефіцієнтам, поставленим у рівняннях реакцій. Цей закон називається законом об’ємних відношень або законом Гей-Люсака. Учений довів, що цей закон є справедливим за умови, коли об’єми газів виміряні за однакових температур і тиску.

       На підставі цих законів і своїх досліджень А.Авогадро сформулював закон:

• В однакових об’ємах різних газів за однакових умов міститься однакова кількість молекул.

6. Повідомлення про життя і діяльність А. Авогадро.

7. Розв’язання проблеми. ( Пояснення вчителя)

З курсу фізики відомо, що гази мають молекулярну будову. Розміри молекул в газах, порівняно з відстанями між ними, є дуже малі. Тому, об’єм газу визначається не розміром молекул, а відстанями між ними, які для будь-якого газу є приблизно однакові за однакової температури і тиску. Отже, якщо взяти 6,02∙10²³ молекул будь-якого газу (азоту, кисню, вуглекислого газу, тощо) за нормальних умов, то вони займуть однаковий об’єм, який називається молярним об’ємом. Формула для визначення молярного об’єму:

V_m  = V/ ν

V_m – молярний об’єм,  V – об’єм порції речовини,  ν – кількість речовини.

Молярний об’єм -  це величина, що характеризує 1 моль будь-якої газуватої речовини за нормальних умов. Молярний об’єм чисельно дорівнює 22,4л/моль. Тобто, 1 моль газу становить 22,4л.

Для того, щоб учні могли собі уявити такий об’єм, демонструємо куб із стороною 28,2см.

Оскільки тиск і температура, як уже зазначалося, суттєво впливають на об’єм газуватих речовин, то для проведення обчислень обрано однакову температуру (0˚С) і тиск 1 атм (101,3кПа).

Температура 0˚С і тиск 101,3кПа дістали назву нормальні умови – (н.у.)

 

7. Усвідомлення зв’язків та взаємовідношень.

Для практичного використання цих понять під час розв’язування хімічних задач, учням потрібно чітко усвідомлювати взаємозв’язки між фізичними величинами. З уроків фізики відома формула:

m = ƍ ∙ V,    де m – маса, ƍ – густина, V – об’єм.

Аналогічний зв'язок існує між молярною масою та молярним об’ємом:

M  = ƍ ∙ V _m

 

Звідси можна вивести формулу для визначення молярного об’єму:

 

V _m  = М/ ƍ

Отже, молярний об’єм можна обчислити відношенням молярної маси газу до густини цього газу. Тобто, за молярною масою газу і масою, що відповідає об’єму 1л (густиною).

Відтепер ми знаємо, що кількість речовини (ν) для газу можна обчислювати, якщо відома маса чи об’єм його порції. Тобто для однієї й тієї самої порції газуватої речовини справджуються 2 формули:

 

ν = m/M    та     ν = V/ V_m.

 

Прирівняємо їх праві частини:       m/М  =  V/ V_m.

 

Звідси можна визначити масу порції речовини та її об’єм, а також молярну масу речовини:

m = MV/ V_m  (1);       V = m V_m /M (2);        M = m V_m/V (3).

 

Усі ці три формули широко використовуються при розв’язуванні хімічних задач.

 

8. Практичне застосування у різних ситуаціях.

Керована практика біля дошки

Задача 1. Обчислити об’єм кисню (н.у.) масою 50 г.

Задача 2. Обчислити об’єм (н.у.), який займуть 18,06∙10²³ молекул водню.

Задача 3. Обчислити кількість речовини кисню, що займає об’єм 179, 2 л (н.у.).

 

9. Узагальнення та систематизація знань.

Виконання фронтальної самостійної роботи (2 варіанти) у робочих зошитах

Варіант 1.

1.Обчислити об’єм вуглекислого газу (СО₂)  масою 25 г.

2. Обчислити об’єм (н. у.), який займуть 6, 15*10²³ молекул азоту (N₂)

3. Обчислити кількість речовини водню об’ємом 65 л (н.у.).

Варіант 2

1. Обчислити об’єм озону (О3) (н. у.) масою 40 г.
2. Обчислити об’єм чадного газу (СО) (н. у.), який займуть 15*10 ²³ його молекул.
3. Обчислити кількість речовини води масою 3, 5 г.

 

10.  Підведення підсумків уроку. Робота в парах

 1. Чи мають речовини в газоподібному стані власну форму?

• Газуваті речовини, як і рідини не мають власної форми, а набувають форми посудини, в яку їх помістили.

2. Який об’єм мають різні гази кількістю речовини 1 моль при різних температурі і тиску?

• За різних температури і тиску 1 моль газуватої речовини займає різний об’єм.

3. Який об’єм мають різні гази кількістю речовини 1 моль при 0˚С і тиску 101,3 кПа ?

 

• За температури 0˚С і тиску 101,3кПа порція будь-якої газуватої речовини кількістю речовини 1 моль займає об’єм 22,4л. Ці умови дістали назву нормальних умов (н.у.), а об’єм – молярного об’єму

V_m  = V/ ν

4. За якою формулою можна обчислити об’єм газу за нормальних умов?

• Для обчислення об’єму порції газуватої речовини потрібно кількість речовини в цій порції помножити на молярний об’єм:

V = ν ∙V_m

 

 11.  Домашнє завдання.

Прочитати §23 у підручнику. Вик. №4(б), №7 с.123-124