Освітній портал. Освітній портал I. Організаційний момент
Завдання 5.У скільки грамів вуглекислого газу може міститися 8 г кисню?
M(CO 2 ) = 44 г/моль; M(O) = 16 г/моль;
Завдання 6.Обчисліть у грамах масу 1,204 109 23 молекул SO 2: M(S0) 2 =64 г/моль.
Перевірка знань та здібностей
Скільки всього атомів міститься в 6,02 10 23 молекул води (H 2 O)? 2. Скільки атомів міститься в 3 молях кисню (O 2)? 3. Скільки атомів кисню міститься в 0,5 молячи H 3 PO 4 ? 4. Обчисліть кількість молей у 3,01 10 23 молекул вуглекислого газу. 5. Обчисліть загальну кількість атомів у 0,5 молячи H 2 O, 0,5 молячи O 2 і 0,5 молячи SO 3 . 6. Обчисліть кількість молей CH 4 , де міститься N A атомів. 7. Обчисліть кількість молей SO 3 , де міститься N A атомів. 8. Скільки грамів становить маса води (H 2 O), що містить загалом N A атомів? М(H 2 Про) = 18 г/моль. 9. Скільки молей становить 0,9 г води (H 2 O)? М(H 2 Про)=18 г/моль. 10. Скільки атомів загалом міститься у 1,8 грамах води? М(H 2 Про)=18 г/моль. 11. Скільки грамів становить SO 3 в якому кількість атомів становить Na. M(SO 3)=80 г/моль. 12. Скільки атомів міститься у 4 грамах NaOH? M(NaOH) = 40 г/моль.
9. Закон Авогадро. Молярний об'єм газів
На початку XIX століття італійський учений Авогадро, провівши спостереження над властивостями газів у різних умовах і проаналізувавши відкриті раніше закони про гази (Бойля-Маріотта, Гей-Люссака та ін), у 1811 році сформулював новий закон про гази. Закон Авогадро звучить так: в рівних обсягах різних газів за однакових умов (однакових температур і тиску) міститься однакове число молекул.
Як відомо, 1 моль будь-якої речовини містить 6,02 10 23 молекул. Також відомо, що молярна маса газів (маса 1 моль) чисельно дорівнює їх відносної молекулярної маси. У такому випадку можна стверджувати, що у 2 г водню, 32 г кисню, 28 г азоту, 44 г вуглекислого газу міститься однакове число молекул (6,02 10 23). Отже, за однакових умов однакове число молекул газу займає однаковий обсяг.
Було обчислено, що за нормальних умов (температурі 0°С та тиску ~101,3 кПа) обсяг 1 моль будь-якого газу або суміші газів становить
Клас: 8
Ціль:Ознайомити учнів із поняттями «кількість речовини», «молярна маса» дати уявлення про постійну авогадро. Показати взаємозв'язок кількості речовини, числа частинок та постійної Авогадро, а також взаємозв'язок молярної маси, маси та кількості речовини. Навчити робити розрахунки.
Тип уроку:урок вивчення та первинного закріплення нових знань.
Хід уроку
I. Організаційний момент
ІІ. Перевірка д/з на тему: «Типи хімічних реакцій»
ІІІ. Вивчення нового матеріалу
1. Кількість речовини – моль
Речовини вступають у реакцію у строго певних співвідношеннях. Наприклад, щоб отримати речовину вода потрібно взяти стільки водню та кисню, щоб на кожні дві молекули водню припадала одна молекула кисню:
2Н 2 + O 2 = 2Н 2
Щоб отримати речовину сульфід заліза, потрібно взяти стільки заліза і сірки, щоб кожен атом заліза припадав один атом сірки.
Щоб отримати речовину оксид фосфору, потрібно взяти стільки молекул фосфору і кисню, щоб чотири молекули фосфору припадало п'ять молекул кисню.
Визначити кількість атомів, молекул та інших частинок на практиці неможливо – вони надто малі та не видно неозброєним оком. Для визначення кількості структурних одиниць (атомів, молекул) у хімії застосовують особливу величину – кількість речовини ( v – ню). Одиницею кількості речовини є моль.
- Міль – це кількість речовини, яка містить стільки структурних частинок (атомів, молекул), скільки атомів міститься у 12 г вуглецю.
Експериментально встановлено, що 12 г вуглецю містить 6 10 23 атомів. Значить одна моль будь-якої речовини, незалежно від неї агрегатного станумістить однакову кількість частинок - 6 · 10 23 .
- 1 моль кисню (O 2) містить 6 10 23 молекул.
- 1 моль водню (Н 2) містить 6 10 23 молекул.
- 1 моль води (Н 2 O) містить 6 10 23 молекул.
- 1 моль заліза (Fe) містить 6 10 23 молекул.
Завдання:Використовуючи отриману інформацію, дайте відповідь на запитання:
а) скільки атомів кисню міститься в 1 молі кисню?
- 6 · 10 23 · 2 = 12 · 10 23 атомів.
б) скільки атомів водню та кисню міститься в 1 молі води (Н2O)?
- 6 · 10 23 · 2 = 12 · 10 23 атомів водню та 6 · 10 23 атомів кисню.
Число 6·10 23 названо постійною Авогадрона честь італійського вченого 19 століття та позначається NА. Одиниці виміру атоми/моль або молекули/моль.
2. Розв'язання задач на знаходження кількості речовини
Часто потрібно знати, скільки частинок речовини міститься у певній кількості речовини. Або ж знайти кількість речовини за відомою кількістю молекул. Ці розрахунки можна зробити за такою формулою:
де N – число молекул, NА – постійна Авогадро, v- кількість речовини. З цієї формули можна виразити кількість речовини.
v = N / NА |
Завдання 1.Скільки атомів міститься у 2 молях сірки?
N = 2 · 6 · 10 23 = 12 · 10 23 атомів.
Завдання 2.Скільки атомів міститься у 0,5 молях заліза?
N = 0,5 · 6 · 10 23 = 3 · 10 23 атомів.
Завдання 3.Скільки молекул міститься у 5 молях вуглекислого газу?
N = 5 · 6 · 10 23 = 30 · 10 23 молекул.
Завдання 4.Яка кількість речовини становить 12 10 23 молекул цієї речовини?
v = 12 · 10 23 / 6 · 10 23 = 2 моль.
Завдання 5.Яка кількість речовини становить 0,6 10 23 молекул цієї речовини?
v = 0,6 · 10 23 / 6 · 10 23 = 0,1 моль.
Завдання 6.Яка кількість речовини становить 3·10 23 молекул цієї речовини?
v = 3 · 10 23 / 6 · 10 23 = 0,5 моль.
3. Молярна маса
Для хімічних реакцій необхідно враховувати кількість речовини в молях.
П: Але як на практиці відміряти 2, або 2,5 моль речовини? У яких одиницях найкраще виміряти масу речовин?
Для зручності у хімії використовують молярну масу.
Молярна маса – це маса одного молячи речовини.
Позначається – М. Вимірюється у г/моль.
Молярна маса дорівнює відношенню маси речовини до кількості речовини.
Молярна маса – величина стала. Чисельне значення молярної маси відповідає значенню відносної атомної чи відносної молекулярної маси.
П: Як можна знайти значення відносної атомної чи відносної молекулярної маси?
Мr(S) = 32; M (S) = 32 г/моль – що відповідає 1 молю сірки
Мr (Н2О) = 18; М (Н 2 О) = 18 г/моль – що відповідає 1 молі води.
4. Розв'язання задач на знаходження маси речовини
Завдання 7.Визначити масу 0,5 моль заліза.
Завдання 8.Визначити масу 0,25 моль міді
Завдання 9.Визначити масу 2 моль вуглекислого газу (СО 2)
Завдання 10.Скільки молей оксиду міді – CuО становлять 160 г оксиду міді?
v = 160/80 = 8 моль
Завдання 11.Скільки молей води відповідають 30 г води
v = 30/18 = 1,66 моль
Завдання 12.Скільки молей магнію відповідає його 40 г?
v = 40/24 = 1,66 моль
IV. Закріплення
Фронтальне опитування:
- Що таке кількість речовини?
- Чому дорівнює 1 моль будь-якої речовини?
- Що таке молярна маса?
- Чи відрізняється поняття «моль молекул» та «моль атомів»?
- Поясніть на прикладі молекули аміаку NН3.
- Навіщо необхідно знати формули під час вирішення завдань?
Завдання:
- Скільки молекул міститься у 180 грамах води?
- Скільки молекул складає 80 г вуглекислого газу?
V. Домашнє завдання
Вивчити текст параграфа, скласти дві задачі: знаходження кількості речовини; на знаходження маси речовини.
Література:
- Гара Н.М. Хімія. Уроки у 8 класі: посібник для вчителя. _ М: Просвітництво, 2009.
- Рудзітес Г.Є., Фельдман Ф.Г. Хімія. 8 клас: Підручник для загальноосвітніх навчальних закладів - М.: Просвітництво, 2009.
Кількість молей будь-якої речовини за нормальних умов є відношення маси цієї речовини до його молярної маси:
де n – кількість речовини, моль;
m – маса речовини, г
M – молярна маса речовини, р.
а) кисень (Про 2)
Молярна маса:
M = 2 * 16 = 32г/моль
Кількість речовини:
б) бром (Br2)
Молярна маса:
M = 2 * 80 = 160г/моль
Кількість речовини:
в) хлор (Cl 2)
Молярна маса:
M = 2 * 35,5 = 71г/моль
Кількість речовини:
г) метан (CH 4)
Молярна маса:
M = 12+4*1=16г/моль
Кількість речовини:
д) аміак (NH 3)
Молярна маса:
M = 14+3*1=17г/моль
Кількість речовини:
Завдання 2. Які орбіталі атома заповнюють електронами раніше: 5s або 4d; 6s або 5p? Чому? Складіть електронну формулу атома елемента із порядковим номером 43.
Заповнення електронами орбіталей в атомі відбувається за правилом Клечковського: орбіталі в атомі заповнюються в порядку зростання суми (n+l), а при однаковому значенні цієї суми в порядку віку n (n – головне квантове число, l – орбітальне квантове число).
Для орбіталі 4d: n = 4, l = 2; n + l = 6
Для орбіталі 5s: n = 5, l = 0; n + l = 5
Значить, 5s заповниться раніше, ніж 4d.
Для орбіталі 6s: n = 6, l = 0; n + l = 6
Для орбіталі 5p: n = 5, l = 1; n + l = 6
Значить, 5p заповниться раніше, ніж 6s.
Елемент № 43 – технецій. Електронна формула: 43 Tc 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 5 5s 2 .
Завдання 3. При взаємодії газоподібних сірководню та метану утворюються сірковуглець СS2(Г) та водень. Напишіть термохімічне рівняння цієї реакції, обчисливши її тепловий ефект
Термохімічне рівняння реакції має вигляд:
CH 4(г) + 2H 2 S(г) CS 2(г) + 4H 2(г) , H 0 = 230,5 кДж
За законом Гесса тепловий ефект реакції дорівнює суміентальпій (теплот) утворення продуктів реакції за вирахуванням суми ентальпій (теплот) утворення вихідних речовин з урахуванням стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні реакції.
H 0 (CH 4) = -74,9 кДж/моль
H 0 (H 2 S) = -20,15 кДж/моль
H 0 (CS 2) = 115,3 кДж/моль
H 0 (H 2) = 0 кДж/моль
H 0 реакції = 115,3 + 74,9 + 2 * 20,15 = 230,5 кДж/моль
Відповідь: H 0 реакції = 230,5 кДж/моль
Завдання 4. Пряма або зворотна реакція протікатиме за стандартних умов у системі 2NO(г)+O2(г)2NO2(г) Відповідь мотивуйте, обчисливши пряму реакцію.
За законом Гіббса для протікання реакції: G 0 = H 0 - TS 0
Використовуючи стандартні значення H та S знайдемо енергію Гіббса для прямої реакції: 2NO(г)+O 2 (г)2NO 2 (г)
Тоді:
H 0 (298) = 2H 0 (NO 2) - (2H 0 (NO) + H 0 (O 2)) = 2 * 33,89 - (2 * 90,37 +0) = -112,96 кДж/ моль
Зміна ентропії реакції:
S 0 (298) = 2S 0 (NO 2) - (2S 0 (NO) + S 0 (O 2)) = 2 * 240,45 - (2 * 210,62 +205,03) = -145,37Дж /мольК
Тоді енергія Гіббса дорівнює:
G 0 = H 0 - TS 0 = -112,96-298 * (-145,37 / 1000) = -156,28 кДж / моль
G 0
Відповідь:
за стандартних умов протікатиме пряма реакція
Завдання 5. Реакція йде за рівнянням H2+I2=2HI. Константа швидкості цієї реакції при 508 0 С дорівнює 0,16. Вихідні концентрації реагуючих речовин [Н2] = 0,04 моль/л =0,05 моль/л. Обчисліть початкову швидкість реакції та її швидкість, коли [Н2]=0,03 моль/л.
Швидкість реакції H 2 +I 2 2HI буде визначатися за такою формулою:
де – швидкість реакції
k – константа швидкості.
Швидкість реакції початковий момент: 1 = 0,16*0,04*0,05=0,00032моль/(л*с)
Для визначення концентрації йоду в той момент, коли концентрація водню стане 0,03 моль/л складемо таблицю (зміна концентрації відбувається пропорційно до кількості молей речовини в рівнянні реакції):
Речовини | H 2 | I 2 | HI |
Вих. концентрація | 0,04 | 0,05 | 0 |
Зміна концентрації | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
Кінцева концентрація | 0,03 | 0,04 | 0,01 |
Тоді шукана швидкість: 2 = 0,16 * 0,03 * 0,04 = 0,000192 моль / (л * с)
Відповідь: 1 = 0,00032 моль/(л * с)
2 = 0,000192моль/(л * с)
Завдання 6. Обчисліть молярну, еквівалентну та молярну концентрації 16% розчину хлориду алюмінію, щільність якого 1,149 г/см3.
Задана масова частка речовини (), яка показує, яку частину від даної маси розчину становить маса розчиненої речовини. Нехай дано 100 г розчину.
Підставляючи наявні значення, отримуємо:
Щільність (, г/см 3) є відношення маси розчину до його обсягу, звідси обсяг розчину дорівнює:
Молярна маса заданої речовини AlCl 3:
M (AlCl 3) = 27+3*35,5=133,5 г/моль
Молярна концентрація речовини [З (в-ва)] визначається кількістю розчиненої речовини, що міститься в одному літрі розчину:
2) Еквівалентна (нормальна) концентрація [С(1/z в-ва)]речовини показує кількість еквівалентів розчиненої речовини, що містяться в 1 л розчину.
М (1/z AlCl 3
)=
M (AlCl 3
)/3=44,5 (г екв/моль)
Моляльна концентрація (моляльність) (C m) – величина, що показує, скільки молей розчиненої речовини у розчині припадає на 1 кг розчинника
Відповідь: Молярна концентрація 1,38 моль/л
Еквівалентна концентрація 4,14 моль екв/л
Моляльна концентрація 190,5 г/кг р-ну
Завдання 7. Обчисліть мольну масу неелектроліту, знаючи, що розчин, що містить 2,25 г цієї речовини в 250 г води, кристалізується при -0,2790С. Кріоскопічна константа води 1,86 град.
Молярну масу неелектроліту визначатимемо за формулою:
де K – кріоскопічна константа розчинника
t – зниження температури кристалізації.
Температура кристалізації чистої води 0 0 З, отже, зниження температури кристалізації t = 0 – (– 0,279) = 0,279 0 З.
Підставляючи у формулу дані, обчислюємо
Завдання 8. Реакції виражаються схемами: KClO3 + Na2SO3 KCl + Na2SO4
KMnO4 + HBr Br2 + KBr + MnBr2 + H2O
Складіть електронні рівняння. Розставте коефіцієнти рівняннях реакцій. Для кожної реакції вкажіть, яка речовина є окислювачем, яка - відновником; яке речовина окислюється, яке - відновлюється.
1) KCl +5 O 3 + Na 2 S +4 O 3 KCl -1 + Na 2 S +6 O 4
Cl +5 + 6e Cl-1 | 1
S+4 - 2e S+6 | 3
KClO 3 + 3Na 2 SO 3 KClO + 3Na 2 SO 4
Хлор відновлюється (приймає електрони), будучи окислювачем; сірка окислюється (віддає електрони), будучи відновником.
2) KMn +7 O 4 + HBr -1 Br 2 0 + KBr + Mn +2 Br 2 + H 2 O
Дана реакція є окисно-відновною, ступінь окислення змінюють 2 елементи:
Mn+7+5e Mn+2 | 2
2Br -1 - 2e Br 2 0 | 5
2КМnО 4 + 16HBr 5Br 2 + 2KBr + 2MnBr 2 + 8H 2 O
Марганець відновлюється (приймає електрони), будучи окислювачем; бром окислюється (віддає електрони), будучи відновником.
2.1. Скільки молей і молекул міститься в 280 г оксиду вуглецю?
Рішення
Молекулярна маса СО - 28, грам-молекулярна маса - 28 г. Число молей СО в 280 г дорівнює 280:28 = 10, а число молекул в 10 молях - 6,02 10 23 10 = 6,02-Ю 24 .
2.2. У посудині місткістю 1 л знаходиться кисень масою 1 г. Визначте концентрацію молекул кисню в посудині.
Р 171 Р ш R
P = CkT,тоді С--. PV=-RT,звідки - = --, отже, kl М " 1 М V
2.3. Обчисліть полярність 0,7%-го розчину H 2 S0 4 .
Рішення
В 1 л розчину знаходиться X= = 7 г H 2 S0 4 . Молекулярна маса H 2 S0 4
дорівнює Л/ =2 1 + 32 + 16-4 = 98. Тоді молярна концентрація H 2 S0 4 З = = 7,14
- 10~2 моль/л.
- 2.4. Обчисліть відсотковий склад тритіонату натрію Na 2 S 2 0 6 . Рішення
Молекулярна маса Na 2 S 2 O e М = 2-23,0 + 3-32,07 + 6-16,0 = 238,2. Відсотковий вміст натрію, сірки та кисню:
2.5. Соляна кислота містить 22 г НС1 100 г розчину. Знайдіть нормальність розчину, якщо питома вага дорівнює 1,11.
Рішення
Знайдемо об'єм, що відповідає 100 г розчину НС1, Т = -г = ~- = 90,09мл.
Складемо пропорцію: 90,09 мл розчину міститься 22 г, 1000 мл розчину міститься хг, звідки
Розрахуємо, якій кількості грам-еквівалентів відповідає 244,2 г НС: ЕН с1 = 36,5 г, тоді
2.6. Повітря містить 21% (про.) кисню та 79% (про.) азоту. Визначте склад повітря у масових частках (%). Скільки кмоль азоту та кисню міститься в 1 м 3 та 1 кг повітря?
Рішення
У 1 м 3 повітря міститься 0,21 м 3 кисню та 0,79 м 3 азоту. Прийнявши, що при атмосферному тиску властивості повітря близькі до властивостей ідеального газу та 1 кмоль ідеального газу за нормальних умов займає об'єм 22,4 м 3 отримаємо, що в 1 м 3 повітря міститься 0,21/22,4 = 0,0094 кмоль кисню, а азоту – 0,79/22,4 = 0,0353 кмоль. Молярні маси кисню та азоту дорівнюють 32 і 28 кг/кмоль відповідно. Тоді за 1 м 3 повітря маса кисню становитиме 0,0094-32 = 0,3 кг, а маса азоту - 0,0353-28 = 0,99 кг. Таким чином, повітря містить: кисню
- 0 3 0 99
- - : -= 0,233 травні. частки (23,3% (травень.)): азоту- ’? -= 0,767 травні. частки (76,7%
- 0,3 + 0,99 v 4 "0,3 + 0,99 (травень.)).
- 2.7. Яку масу (г) мають 3-10 23 молекул азоту? Молярна маса азоту 28 кг/моль, NA = 6T 023 моль -1 .
Відповідь: 14 р.
- 2.8. Яка маса (г) 50 молей кисню? Молярна маса кисню 32 кг/моль. Відповідь: 1600
- 2.9. У скільки разів на 3 г водню більше молекул, ніж у 9 г води? Молярна маса водню 2 кг/моль, води – 18 кг/моль.
Відповідь: у 3 рази.
2.10. Виведіть формулу вуглеводню за вмістом вуглецю 83,24% та водню – 16,76%.
Відповідь:З 5 Н ]2 (пентан).
2.11. Обчисліть відсотковий вміст елементів за формулою NaCl.
Відповідь: Na – 39,36%, Cl – 60,64%.
2.12. Обчисліть відсотковий вміст елементів за формулою КС1.
Відповідь:К – 52,43%, С1 – 47,57%.
2.13. Обчисліть відсотковий вміст елементів за формулою NH3.
Відповідь: N – 82,28%, Н – 17,72%.
2.14. Обчисліть відсотковий вміст елементів за формулою Sb 204.
Відповідь: Sb – 79,20%, Про – 20,80%.
2.15. Обчисліть відсотковий вміст елементів за формулою U 3 O s .
Відповідь: U – 84,80%, Про – 15,20%.
2.16. Обчисліть відсоткове вміст оксидів у соединении СаС0 3 .
Відповідь:СаО – 56,03%, С0 2 – 43,97%.
2.17. Обчисліть відсоткове вміст оксидів у соединении Hg 2 S0 4 .
Відповідь: IIg 20 - 83,10%, S03 - 16,90%.
2.18. Обчисліть відсотковий вміст оксидів у поєднанні FeP0 4 .
Відповідь: Fe 2 0 3 – 52,93%, Р 2 0 5 – 47,07%.
2.19. Обчисліть відсоткове вміст оксидів у соединении КСг0 2 .
Відповідь:До 20 - 38,25%, Сг 203 - 61,75%.
2.20. Обчисліть відсотковий вміст оксидів у поєднанні NaOH.
Відповідь: Na 2 0 – 77,49%, Н 2 0 – 22,51%.
2.21. Обчисліть відсотковий вміст домішок у нечистому зразку селітри NaN0 3 якщо відомо, що цей зразок містить 15% азоту.
Відповідь: 9%.
2.22. Зразок деякого мінералу містить 26,83% КС1 та 32,27% MgCl 2 . Обчисліть відсотковий вміст хлору у цьому зразку.
Відповідь: 38,38%.
2.23. Деякий мінерал містить 16,93% До 2 0, 18,32% А1 2 0 3 та 64,75% Si0 2 . Обчисліть відсотковий вміст кисню у мінералі.
Відповідь. 46%.
2.24. Виведіть формулу сполуки за цим процентним вмістом елементів: С - 65,53%, С1 - 36,47%.
Відповідь:СС1 4 .
2.25. Виведіть формулу сполуки за процентним вмістом елементів: Na - 58,92%, S-41,08%.
Відповідь: Na 2 S.
2.26. Виведіть формулу сполуки за цим процентним вмістом елементів: S - 40%, Про - 60%.
Відповідь: S0 3 .
2.27. Результат вимірювання концентрації речовини було виражено числом 1,7524 з похибкою ±0,05. Яке число має правильно виражати результат виміру? Скільки вірних цифр воно містить і яка цифра в ньому буде сумнівною?
Відповідь: 1,75; дві перші; третя.