Разработка урока по теме "Закон Авогадро"

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.

Тип урока: урок изучения нового материала

Ход урока

1. Организационный момент

2. Обсуждение результатов контрольной работы.

3. 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.):

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

υ = V / V_m = N / N_a = m / M

M = ρV_m

      На основании закона Авогадро и следствия из него школьники учатся производить 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 N₂ по воздуху?

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. 

V₁:V₂:V₃ = ν₁:ν₂:ν₃.

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 м³ пропана С₃Н₈ (н.у.)?

4. 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 СО₂ при 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 м³ метана СН₄ н.у.?

5. Домашнее задание.

§ 44, упр. 1, 2 (с. 156). упр. 3, задача 3 (с. 156).
§ 45, упр. 4, задачи 2, 4 (с. 156).