Закон Авогадро. Молярный объем газов

Автор: Корчак Евгения Анатольевна

Организация: МБОУ Средняя общеобразовательная школа №6 им. В.А. Горишнего

Населенный пункт: Республика Крым, г. Симферополь

Цель урока: Ознакомить учащихся с понятием «молярный объем»; раскрыть особенности использования понятия «молярный объем» для газообразных веществ; научить учащихся использовать полученные знания для расчетов объемов газов при нормальных условиях; развивать познавательный интерес, логическое мышление, память, формировать научное мировоззрение; воспитывать творческую, любознательную личность, чувство достоинства, бережливости, умение работать в коллективе, взаимопомощь.

Ученик: называет единицу измерения молярного объема, молярный объем при нормальных условиях; устанавливает взаимосвязь между физическими величинами (массой, молярной массой, количеством вещества, объемом, молярным объемом), вычисляет объем данной массы или количества вещества газа при нормальных условиях

Оборудование и реактивы: периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, раздаточные карточки с заданиями.

Базовые понятия и термины: моль, молярная масса, масса, количество вещества, молярный объем, нормальные условия, закон Авогадро

Тип урока: комбинированный.

Ход урока.

I. Организационный момент

Учащиеся с помощью смайликов определяют свое настроение в начале и в конце урока

II. Актуализация опорных знаний. Проверка домашнего задания

Ученики сдают на проверку выполненное на листах домашнее задание. Фронтальная беседа:

1) Что такое «количество вещества»

2) единица измерения количества вещества.

3) Сколько частиц содержится в 1 моль вещества?

4) Какая существует зависимость между количеством вещества и агрегатного состояния, в котором находится это вещество?

5) сколько молекул воды содержится в 1 моль льда?

6) а в 1 моль жидкой воды?

7) в 1 моль водяного пара?

8) какую массу будут иметь: 1 моль льда? 1 моль воды? 1 моль пара?

III. Мотивация учебной деятельности

Объявление темы, цели и задач урока.

IV. Изучение нового материала

Проблемная ситуация. Сказка:

В одном большом доме в соседних комнатах жили два ГАЗа: 1 моль кислорода и 1 моль водорода. (Вопрос к классу: сколько молекул каждого газа жило в комнатах?).

Жили они дружно, пока однажды не возник между ними спор: кто из них важнее? Кислород надменно проговорил: я поддерживаю горение, дыхание, без меня не было бы жизни на Земле. Водород стушевался и тихонько проговорил: – Но я тоже важен, ведь я образовываю одно из важнейших сложных веществ - воду, в которой зарождается жизнь. Меня так и назвали "водород" - тот, что рождает воду. Но кислород не хотел даже слушать его. Сколько ни старались соседи примирить их, но не смогли. И решили расселить эти два газа в новые квартиры одиночные по размеру. Но кислород не согласился на это предложение. Он считал, что его квартира должна быть больше.

Как вы думаете, почему кислород хотел большую квартиру? (Предлагаем сравнить молярные массы кислорода и водорода и сделать соответствующий вывод).

Как мы убедились, кислород тяжелее водорода в 16 раз, следовательно и квартира его должна быть больше. И пошел кислород по разным инстанциям, но повсюду ему отказывали, объясняя это тем, для всех газов действует закон Авогадро.

Поэтому, давайте выясним содержание закона Авогадро и убедимся, что с кислородом поступили по закону. Изучением газообразных веществ занималось множество ученых. Значительный вклад в изучение этого вопроса внесли французский химик Жозеф Луи Гей-Люссак и английский физик Роберт Бойль, которые сформулировали ряд физических закономерностей, описывающих состояние газов.

- Какие из этих закономерностей вы знаете? (ответы учеников)

Все газы одинаково сжимаются, имеют одинаковый термический коэффициент расширения. Объемы газов зависят не от размеров отдельных молекул, а от расстояния между молекулами. Расстояния между молекулами зависят от скорости их движения, энергии и, соответственно, температуры.

На основании этих законов и своих исследований итальянский ученый Амедео Авогадро сформулировал закон: «в одинаковых объемах разных газов содержится одинаковое количество молекул».

В нормальных условиях газообразные вещества имеют молекулярную структуру. Молекулы газов очень маленькие по сравнению с расстоянием между ними. Поэтому объем газа определяется не размером частиц (молекул), а расстоянием между ними, что для любого газа примерно одинаковое. А. Авогадро сделал вывод, что, если взять 1 моль, то есть 6,02 * 1023 молекул каких-либо газов, то они будут занимать одинаковый объем. Но при этом измеряться этот объем должен при одинаковых условиях, то есть при одинаковых температуре и давлении. Условия, при которых проводятся подобные расчеты, назвали нормальными условиями.

Нормальные условия (н. у.): Т = 273 К или Т = 0 °С Р = 101,3 кПа или Р = 1 атм. = 760 мм рт. В. Объем 1 моль вещества называют молярным объемом (ВМ). Для газов в нормальных условиях он равен 22,4 л/моль.

Из закона Авогадро следует, что V = n · Vm; итак, n = V/Vm, где Vm = 22,4 л / моль для любого газа по н. у.

Следовательно, зная объем газа, можно вычислить количество вещества, и наоборот.

V. Обобщение и систематизация знаний. Практика на примерах.

Задача 1 Вычислите, какой объем будут занимать 3 моль азота по н. у.

Дано: n (N2)=3 моль V(N2)-?

Из формулы n = V / Vm следует V = n * Vm;

Тогда V(N2)=3 моль*22,4 л / моль=67,2 л

Ответ: 67,2 л.

Задача 2 Вычислите какой объем (н. у.) займет озон количеством вещества 0,25 моль Задача 3 Какой объем(н. у.) займет карбон (II) оксид массой 47 г Дано: m (CO)=47 г Vm=22,4 л/моль; М(СО)=28 г / моль

V (СО) -?

1). Вычисляем количество вещества в данной массе газа

n (CO)= m(CO)/M (CO) = 47/28 = 2моль

2). Вычисляем объем карбон (II) оксида

V (СО)= n(CO)* Vm=2*22,4=44,8 л

Ответ: 44,8 л.

Задача 4 Какой объем (н. у.) займет углекислый газ массой 247 г

Задача 5 Вычислить количество молекул карбон (IV) оксида в объеме 44,8 л (н. у).

Дано: V(CO2)=44,8 л Vm=22,4 л / моль;

N (СО2) -?

1). Вычисляем количество вещества

CO2 n (CO2)= V (CO2)/ Vm (CO2)=44,8/22,4=2моль

2) вычислим количество молекул СО2 по формулам:

n = N/NA; N = n · NA, N (CO2) = 2 моль*6,021023 молекул/моль = 12,04*1023 молекул.

Ответ: 12,04 * 1023 молекул.

VI Итог урока

VII. Домашнее задание

Проработать соответствующий параграф учебника, ответить на вопросы.