Газовые законы
учебно-методический материал по химии (11 класс) на тему

Методика решения задач 

по химии

О.И. Громова

Цель методической разработки:

• Выработать у Детей правильные навыки оформления задачи;

• Показать логическую последовательность, используемую в ходе решения задач, выработать навыки её применения;

• Развить мастерство грамотного использования различных способов рассуждения при решении;

• Сформировать умение обучать учащихся решению химических задач.

Закон постоянства состава

В результате установления закона сохранения массы с конца XVIII века в химии прочно утвердились количественные методы исследования. Был изучен количественный состав многих  веществ. При этом был установлен закон постоянства состава.

Соотношение между массамиэлементов, входящих в состав данного соединения, постоянны и не зависят от способа получения этого соединения

Этот закон был открыт и сформулирован на основе пре6дставлений, что все вещества состоят из молекул.

Дальнейшие исследования показали, что лишь 5% из всех неорганических веществ имеет молекулярное строение. И только для них справедлив закон постоянства состава.

 В начале ХХ века Н.С. Курнаков, изучая сплавы металлов, открыл соединения  переменного состава. К ним относятся вещества не молекулярного строения. И они этому закону полностью не подчиняются.

 По предложению Н.С. Курнакова, первые названы дальтониды (в память английскогог химика и физика Дальтона), вторые бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения).

 Состав дальтонидов выражается простыми формулами с целочисленными стехиометрическими индексами, например:Н2О, НCl, СН4, с6Н6.

 Состав бертоллидов изменяется. Они имеют дробные индексы. Так оксид титана(II) в действите6льности имеет состав TiO1,3; TiO2→от TiO1,9 до TiO2,0 (в зависимости от условий синтеза).

ZrN0,59, ZrN0,69, ZrN0,74, ZrN0,89.

 Бертоллидыраспространены среди оксидов, гидридов, сульфидов, нитридов, карбидов, силицидов и других неорганических соединений, имеющих кристаллическую структуру.

 В связи с этим закон постоянства будет читаться следующим образом:

Состав соединений молекулярной структуры является постоянным независимо от способа получения. Соств же соединений с немолекулярной структурой зависит от условий получения.

Закон Авогадро.

 Из закона Авогадро вытекает два следствия.

1. Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает  один и тот же объём.

Этот объём при (н. у.) 273К и 101325Па равен 22,4л. Этот объём называется молярным объёмом газа: V=22,4л/моль; 22,4м3/Кмоль.

2. Масса одного и того же объёма газа тем больше чем больше масса его молекул.

О2; V=22,4л, m=32г. Н2; V=22,4л, m=2г. N2; V=22,4л, m=28г.

Объём один и тот же т.к. в 1 моль любого вещества молекул одинаковое количество. N=6,02×1023молекул/моль.

Отношение массы определённого объёма одного газа к массе такого же объёма другого газа,(условия одни) называется плотностью одного газа по другому.

Д=

Обычно плотность газа определяют по отношению к самому лёгкому газу водороду (обозначают Д Н2).

ДвеществаН2 =.

Часто плотность газа определяют по отношению к воздуху.

Относительная плотность показывает во сколько раз один газ тяжелее или легче другого.

Пример: Определить относительную плотность кислорода по водороду.

Д(О2)Н2 = ;    Д(О2)Н2 =.

Газовые законы.

Измерения газовых объёмов обычно проводят при условиях отличных от нормальных. Для приведения объёма газа к нормальным условиям можно пользоваться уравнением, объединяющим газовые законы Бойля-Мариотта T –const, V1P1 = V2P2 и Гей-Люсака P- const,

Объединённый газовый закон.

                      1) Т0=  2) V0 = ;  3) Р0 =  

Нормальные условия (н.у.): V0 = 22,4л; Р0 = (101,325КПа 760мм.рт.ст.=1атм) 101325Па. Т0 = 273К =00С.

Мольные массы газов можно вычислить так же, пользуясь уравнением состояния идеального газа, уравнением Менделеева –Клайперона.

PV =

Р-давление газа(Па); V – его объём(М3); m – масса вещества(г); М – его мольная масса(г/моль); Т – абсолютная температура(К); R – универсальная газовая постоянная(8,314Дж/моль*к.

Если объём выражается в литрах, то уравнение приобретёт вид:

PV = 1000

Преобразованные формулы:

1)m =  2)M = 3)V =  4)T =  5)P =  .

      Cоответствия единиц:

P=мм.рт.ст.; V=мл.; m=мг.; R=62,36мм.рт.ст.л/к.моль; М=мл/ммоль

P=атмосферы;  V=л.; m=г.; М=г/моль; R=0,082л*атмос./моль*к

P=Па; V=м3.; m=кг.;  M=кг/кмоль;  R=8,32 Па*м3/моль*к.(8310Па*л/к*моль);

Закрепление:(Решение задач)

1)Сколько молекул будет содржаться в 1мл. хлора при t0=270C;Р=1,2атм.

Дано:        Решение.

PV= 

                N=

2)Задача: 20л. Азота находившегося при Т =170С под давлением800мм.рт.ст. требуется сжать до 5литров. Вычислить конечное давление азота, если температура после сжатия повысилась до 300С.

Дано:               Решение.

   Р =  

                           Р=

3)Задача:982мл.газа при 1000С и 740мм.рт.ст. весит 1г., чему равен молекулярный вес газа?

Дано:                    Решение.

 PV =   M =

                        М=

4)Задача. Какой объём займут 2×1023молекул хлора при температуре 270С и давлении 600мм.рт.ст.

Дано:                      Решение.

 PV =  V =

                                    V=

5) Задача. Стальной баллон содержит 8кг кислорода под давлением 150атм. И при температуре 170С. Сколько литров сжатого кислорода содержится в баллоне, какой объём они займут при (н.у.)

Дано:                                                      Решение.

 PV =     V = .

                   1) Найдём объём при данных условиях                  

 V1 =  

        2) Найдём объём при нормальных условиях

               V0 = ;  

        V0 =

6) Какой объём занимает 1г/моль газа при 200С и 1,5атм.?

Дано:                                     Решение.

       V1 = ;  

                      V1=

Задание на дом.

Выучить лекцию.

Задача: ПРИ действии натрия на воду выделился водород, который при 200С и 740мм.рт.ст. занял объём равный 10л. Сколько грамм натрия прореагировало с водой?

Дано:               Решение.

    V0 = ;  

 1)Рассчитаем объём водорода выделившегося при (н.у.)                

              V0 =

2) Рассчитаем массу натрия затраченного для получения 9л водорода.

      Х                   9л

     2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

        46г                 22,4л

     Х     9

    --- = ---  ;  Х=18,5г.

    46    22,4