Обобщение и систематизация знаний

Закон Авогадро. Молярный объем газов. Относительная плотность газов. Объемные отношения газов при химических реакциях

Цель урока. Сформировать понятие о молярном объеме газов. Научить производить расчеты, используя закон Авогадро и следствие из него.
Научить вычислять по химическим уравнениям объем газа (по известной массе или количеству вещества), массу или количество вещества (по известному объему газа) одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ. Сформировать понятие об относительной плотности газов. Научить производить расчеты, используя понятие «относительная плотность газов». Сформировать умение вычислять объемы газов, участвующих в химических реакциях.

Изучение нового материала

Закон Авогадро: в равных объёмах различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул. (1811 г, итальянский учёный Амедео Авогадро)

Cледствия из закона Авогадро:

1 следствие:

Одинаковое число молекул различных газов при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

Так, 6,02 ∙ 10²³ молекул (1 моль) любого газа и любой смеси газов при (н.у.) занимает объём равный 22,4 л.

Такой объём называется молярным объёмом и обозначается V_m

Молярный объём – это постоянная величина для веществ – газов при нормальных условиях (н.у.):

V _m = 22,4 л/моль н.у. – это p = 1амт (101325 Па) t = 0 ˚C (273 К)

Взаимосвязь молярной массы, молярного объёма, числа Авогадро и количества вещества:

υ = V / V _m = N / N _a = m / M

M = ρ V _m

На основании закона Авогадро и следствия из него производите расчеты.
Задача 1. Рассчитайте, какой объем занимают 5 моль аммиака (н. у.).
Задача 2. Рассчитайте, какой объем при нормальных условиях займет оксид углерода(IV) массой 5,6 г.
Задача 3. Определите массу 5 л аммиака (н. у.). Какое количество вещества аммиака заключено в этом объеме?
Задача 4. Определите, какой объем занимают 1,204 · 10²³ молекул кислорода (н. у.).

2 следствие:

Отношение масс одинаковых объёмов различных газов при одинаковых условиях равно отношению их молярных масс (поскольку в равных объёмах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул и, следовательно, одинаковое число молей):

Это отношение называется относительной плотностью D ( или d) одного газа по другому.

D – показывает во сколько раз один газ тяжелее или легче другого и является безразмерной величиной.

Например,

D_O2 (газа)= Mr(газа)/Mr(O₂)=Mr(газа)/32;

D_H2 (газа)= Mr(газа)/Mr(H₂)=Mr(газа)/2;

D_{воздуха} (газа)= Mr(газа)/Mr(воздуха)=Mr(газа)/29.

Задача

Образец: Найдите относительную плотность газа N ₂ по воздуху?

Дано: N ₂ М(воздуха) = 29

Решение:

D_{воздуха} (N ₂)= Mr(N ₂)/Mr(воздуха)=Mr(N ₂)/29.

Mr(N ₂) = 2·Ar(N) = 2· 14 = 28 г/моль

D_{воздуха} (N ₂)= Mr(N ₂)/Mr(воздуха)=Mr(N ₂)/29=28/29= 0,97

Ответ: Газ азот легче воздуха в 0,97 раз D_{воздуха} (N ₂)= 0,97

Найти: D_воздух - ?

Закон объемных отношений

Гей-Люссак, 1808 г.

"Объемы газов, вступающих в химические реакции, и объемы газов, образующихся в результате реакции, относятся между собой как небольшие целые числа".

Следствие. Стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций для молекул газообразных веществ показывают, в каких объемных отношениях реагируют или получаются газообразные вещества.

V ₁ :V ₂ :V ₃ = ν ₁ :ν ₂ :ν ₃.

Коэффициенты, стоящие перед химическими знаками и формулами, показывают не только число молекул или формульных единиц, но и число молей, участвующих в реакции. Поэтому уравнения реакций между газами можно записать и так:

Если разделить указанные численные значения объемов реагирующих и образующихся газов на 22,4, то получатся простые целые числа, показывающие объемные отношения газов: 3 : 1 : 2. Следовательно, реакции между газообразными веществами подчиняются определенным закономерностям: при неизменном давлении объемы реагирующих и образующихся газов относятся между собой как небольшие целые числа.
Коэффициенты в уравнениях реакций показывают число объемов реагирующих и образующихся веществ:

Далее на конкретном примере дается алгоритм решения типовой задачи.

Задача. Вычислите объем углекислого газа (оксида углерода(IV)), который выделится при сгорании 2 л метана (н. у.).

Какой объём кислорода (н.у.) потребуется для полного сгорания 10 м ³ пропана С ₃ Н ₈ (н.у.)?

Дано: V(С₃Н₈) = 10 м³

Решение:

1. Запишем УХР

С ₃ Н ₈ +5О ₂ → 3СО₂+ 4Н₂О

1моль 5моль

2. Согласно закону объёмных отношений для газов:

V(С₃Н₈):V(О₂) = ν(С₃Н₈):ν(О₂) = 1 : 5

10 м³ :V(О₂) = 1 : 5

V(О₂) = (10 · 5) /1= 50 м³

Ответ: Для сжигания 10 м³ пропана потребуется 50 м³ кислорода.

Обобщение и систематизация знаний

1. Какой объем занимают 5 моль О2 при н.у.?

2. Какое количество вещества содержит кислород объемом 0,224 л при н.у.?

3. Какой объем займут 8 г. газа О2 при н.у.?

4. В каком объеме содержится 12,04 ·10²³ молекул водорода СО₂при н.у.?

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

6.Относительная плотность газа этана по водороду равна 15. Найдите молярную массу этана.

7.Найдите относительную плотность газов по воздуху следующих газов: О₂, Аr.

8. Вычислите объём кислорода, который потребуется для сжигания 5 м ³ метана СН ₄ н.у.?

Домашнее задание.

§ 38, упр. 2, 4(с. 128).
§ 39, упр. тестовые, задачи 2, 4 (с. 130).

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 10; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!