Для химической реакции aA + bB = cC + dD

выполняется соотношение

где nА и nВ – количества вступивших в реакцию исходных веществ, пС и nD – количества образовавшихся продуктов, а, b, с и d – стехиометрические коэффициенты.

От количеств веществ легко перейти к их массам:

Для газообразных веществ чаще задают или определяют их объемы. Если реагент В и продукт D – газы, то проводят переход от количеств этих веществ к их объемам:

При известных (по условию) количестве, массе или объеме (для газа) одного из веществ, участвующих в реакции, можно рассчитать значения всех величин для остальных веществ.

В случае смеси газов А и В, один из которых участвует в реакции, можно найти взятое соотношение их объемов VA: VB, а при заданном соотношении – объем их смеси (или наоборот).

Пример решения задачи

При высокой температуре магний реагирует с азотом, взятым в виде смеси с аргоном, общим объемом 5,6 л (н.у.), и образует 15 г нитрида. Рассчитайте объемное отношение газов V(N2): V(Ar) в исходной смеси.

Задания для самостоятельного решения части А

1. Прореагировало 6 л оксида азота (II) с 5 л кислорода (объемы измерены при равных условиях), следовательно, в конечной смеси объемное отношение продукта к одному из реагентов равно

2. В замкнутом сосуде сожгли 24 г графита в 67,2 л (н. у.) кислорода и получили объемное отношение кислород: продукт равным

3. Пропустили через озонатор 7,5 моль кислорода, который частично превратился в озон. Последний полностью затрачен на «сжигание» (при нормальных условиях) 0,5 моль сероводорода (превращается в SO2); следовательно, объемное отношение O3: O2 на выходе из озонатора составляло

4. Бромид калия массой 142,8 г прореагировал количественно в растворе с хлором, взятым в виде смеси с воздухом в объемном отношении 1 (хлор): 2 (воздух). Общий объем (в литрах) исходной смеси газов был

5. Для полного сгорания 17,92 л (н.у.) смеси СН4 + Н2 потребовался 1 моль кислорода. В исходной смеси объемное отношение СН4: Н2 равно:

6. Газ А, полученный при прокаливании 0,04 моль КClO3 на катализаторе, смешали (при н. у.) в сосуде с газом Б, выделившимся при обработке 6 г кальция водой, и получили смесь с объемным отношением А: Б, равным

7. После сжигания нитробензола в избытке кислорода получена смесь продуктов (азот, углекислый газ, вода), в которой содержится 4 л (н. у.) азота, а объемное отношение N2: O2 равно 4: 1. В этих условиях исходный объем (в литрах, н. у.) кислорода составлял

8. Проведено термическое разложение 1 моль хлорида аммония в стальном баллоне, уже содержавшем 11,2 л (н. у.) аммиака. Конечное объемное отношение NH3: НCl равно

9. Смесь кислорода и хлора с объемным отношением 9: 1 использована для выделения 0,5 моль простого вещества из раствора KI, следовательно, общий объем (в литрах, н. у.) затраченной смеси газов равен

10. Через озонатор пропустили кислород, полученный при прокаливании 1 моль КClO3 на катализаторе, при этом 5 % кислорода превратилось в озон и на выходе из озонатора объемное отношение O2: O3 составило

Физико-химические закономерности формирования тонкопленочных металлополимерных систем из газовой фазы
Тонкопленочные металлополимерные материалы (металлизированные полимеры, металлические изделия с тонким полимерным покрытием, многослойные системы и др.), формируемые методами вакуумной техно...

Эпитаксиальный рост Ge на поверхности Si(100)
С физикой тонких пленок связаны достижения и перспективы дальнейшего развития микроэлектроники, оптики, приборостроения и других отраслей новой техники. Успехи микроминиатюризации электронн...

Компоненты, обладающие свойствами понижать горючесть полимерных материалов
Ежегодно пожары наносят экономике страны ущерб в сотни миллионов рублей. При сгорании полимерных материалов выделяется большое количество токсичных газов, пагубно действующих на человека и...

Объемные отношения газов при химических реакциях.
Цель: закрепить знания о газах, уметь вычислять объемные отношения газов, по химическим уравнениям используя закон объемных отношений, применять закон Авогадро и понятие молярного объёма при решении задач.
Оборудование: Карточки с задачами, на доске закон Авогадро.
Ход урока:
I Орг. момент
Повторение
1.Какие существуют вещества в газообразном состоянии?
(Н2, N2, О2, СН4, С2 Н6)
2.Какое понятие характерно для этих газов? («Объем»)
3.Какой ученый предположил, что в состав газов входят 2 атома и какие?
(А.Авогадро, Н2, О2, N2)
4. Какой закон был открыт Авогадро?
(В равных объемных различных газов при одинаковых условиях(t и давления) содержится одинаковое число молекул)
5. По закону Авогадро 1 моль любого газа занимает объем равен (22,4 л/моль)
6.Каким законом обозначается объем газа? (V м – объем молярный)
7. По каким формулам мы находим: V, Vм, количества вещества?
Vм = V v = V V = Vм ∙ v
v Vм
II. Изучение материала
Когда вступивший в реакцию реагент и полученный продукт находится в газообразном состоянии, то по уравнению реакции можно определить их объемные отношения.
Например, рассмотрим взаимодействие водорода с хлором. Например уравнение реакции:
Н2 + CI2 = 2НСI
1 моль 1 моль 2 моль
22,4 л/моли 22,4 л/моли 44,8 л/моли
Как видим, 1 моль водорода и 1 моль хлора, вступив в реакцию, образуют 2 моль хлороводорода. Если сократить эти числовые значения объемов на 22,4, то получим объемное отношения 1:1:2. Таким способом можно определить и объемные отношения газообразных веществ при нормальных условиях.
Закон Авогадро, играющий важную роль в химических расчетах газообразных веществ, формируется следующим образом:
В равных объемах при одинаковых внешних условиях (t и давление) содержится одинаковое число молекул.
Из этого закона вытекает следствие, что 1 моль любого газа при нормальных условиях всегда занимает один и тот же объем (молярный объем газа). Равный 22,4 л.
Коэффициенты в уравнениях реакции показывает число молей и число объемов газообразных веществ.
Пример: Рассчитайте, какой объем кислорода расходуется при взаимодействии с ним 10м³ водорода.
Запишим уравнение реакции
10 м³ х м³
2Н2 + О2 = 2Н2О
2 моль 1 моль
2 м³ 1 м³
По уравнению реакции известно, что водород и кислород вступают в реакцию в объемных отношениях 2:1.

Тогда 10:2 = Х:1, Х = 5 м³. Следовательно, чтобы 10м³ водорода вступили в реакцию необходимо 5 м³ кислорода.

Расчеты с применением закона Авогадро.
I тип задач.
Определение количества вещества по известному объему газа и вычисление объема газа (н.у.) по производству количеству вещества.
Пример 1. Вычислите количество молей кислорода, объем которого при н.у. занимает 89,6 л.
По формуле V = Vм ∙ v находим количество вещества v = V
Vм
v(O2) = _____89,6л___ = 4 моль
22,4 л/моль Ответ: v(O2) = 4 моль
Пример 2. Какой объем при нормальных условиях занимает 1,5 моль кислорода?
v(O2) = Vм ∙ v = 22,4 л/моль ∙ 1,5 моль = 33,6 л.

II тип задач.
Вычисление объема (н.у.) по массе газообразного вещества.
Пример. Вычислите, какой объем (при н.у.) занимают 96 г кислорода. Сначала находим молярную массу кислорода О2. Оно равно М (О2) = 32 г/моль.
Теперь по формуле m = M ∙ v находим.
v(O2) = m = 96 г____ = 3 моль.
М 32 г/моль
Вычислите объем, занимаемый 3 моль кислорода (н.у), по формуле V = Vм ∙ v: V(O2) = 22,4 л/моль ∙ 3 моль = 67,2 л.
Ответ: V(O2) = 67,2 л.
III. Закрепление урока
1. работа с упр. стр 80 (8,9)
2. д/з: параграф 29 стр. 80 упр. 10

Приложенные файлы

Объемные отношения газов при химических реакциях.

Цель: закрепить знания о газах, уметь вычислять объемные отношения газов, по химическим уравнениям используя закон объемных отношений, применять закон Авогадро и понятие молярного объёма при решении задач.

Оборудование: Карточки с задачами, на доске закон Авогадро.

Ход урока:

I Орг. момент

Повторение

1.Какие существуют вещества в газообразном состоянии?

(Н 2 , N 2 , О 2 , СН 4 , С 2 Н 6 )

2.Какое понятие характерно для этих газов? («Объем»)

3.Какой ученый предположил, что в состав газов входят 2 атома и какие?

(А.Авогадро, Н 2 , О 2 , N 2 )

4. Какой закон был открыт Авогадро?

(В равных объемных различных газов при одинаковых условиях(t и давления) содержится одинаковое число молекул)

5. По закону Авогадро 1 моль любого газа занимает объем равен (22,4 л/моль)

6.Каким законом обозначается объем газа? (V м – объем молярный)

7. По каким формулам мы находим: V , V м, количества вещества?

V м = V v = V V = V м ∙ v

v V м

II . Изучение материала

Когда вступивший в реакцию реагент и полученный продукт находится в газообразном состоянии, то по уравнению реакции можно определить их объемные отношения.

Например, рассмотрим взаимодействие водорода с хлором. Например уравнение реакции:

Н 2 + CI 2 = 2НС I

1 моль 1 моль 2 моль

22,4 л/моли 22,4 л/моли 44,8 л/моли

Как видим, 1 моль водорода и 1 моль хлора, вступив в реакцию, образуют 2 моль хлороводорода. Если сократить эти числовые значения объемов на 22,4, то получим объемное отношения 1:1:2. Таким способом можно определить и объемные отношения газообразных веществ при нормальных условиях.

Закон Авогадро, играющий важную роль в химических расчетах газообразных веществ, формируется следующим образом:

В равных объемах при одинаковых внешних условиях ( t и давление) содержится одинаковое число молекул.

Из этого закона вытекает следствие, что 1 моль любого газа при нормальных условиях всегда занимает один и тот же объем (молярный объем газа). Равный 22,4 л.

Коэффициенты в уравнениях реакции показывает число молей и число объемов газообразных веществ.

Пример: Рассчитайте, какой объем кислорода расходуется при взаимодействии с ним 10м³ водорода.

Запишим уравнение реакции

10 м³ х м³

2Н 2 + О 2 = 2Н2О

2 моль 1 моль

2 м³ 1 м³

По уравнению реакции известно, что водород и кислород вступают в реакцию в объемных отношениях 2:1.

Тогда 10:2 = Х:1, Х = 5 м³. Следовательно, чтобы 10м³ водорода вступили в реакцию необходимо 5 м³ кислорода.

Расчеты с применением закона Авогадро.

I тип задач.

Определение количества вещества по известному объему газа и вычисление объема газа (н.у.) по производству количеству вещества.

Пример 1. Вычислите количество молей кислорода, объем которого при н.у. занимает 89,6 л.

По формуле V = V м ∙ v находим количество вещества v = V

V м

v (O 2 ) = _____89,6л___ = 4 моль

22,4 л/моль Ответ: v (O 2 ) = 4 моль

Пример 2. Какой объем при нормальных условиях занимает 1,5 моль кислорода?

v (O 2 ) = V м ∙ v = 22,4 л/моль ∙ 1,5 моль = 33,6 л.

II тип задач.

Вычисление объема (н.у.) по массе газообразного вещества.

Пример. Вычислите, какой объем (при н.у.) занимают 96 г кислорода. Сначала находим молярную массу кислорода О 2 . Оно равно М (О 2 ) = 32 г/моль.

Теперь по формуле m = M ∙ v находим.

v (O 2 ) = m = 96 г____ = 3 моль.

М 32 г/моль

Вычислите объем, занимаемый 3 моль кислорода (н.у), по формуле V = V м ∙ v :

V (O 2 ) = 22,4 л/моль ∙ 3 моль = 67,2 л.

Ответ: V (O 2 ) = 67,2 л.

III . Закрепление урока

1. работа с упр. стр 80 (8,9)

2. д/з: параграф 29 стр. 80 упр. 10

Цели урока:

1) учебная: ознакомить учащихся с законом объемных отношений газов Гей-Люссака; научить решать расчетные задачи, применяя изученный закон;

2) воспитательная: воспитывать бережное отношение учащихся к окружающей человека воздушной среде; также воспитывать уверенность в своих силах, умение самостоятельно работать с учебным материалом;

3) развивающая: углубить представления учащихся о веществах в газообразном агрегатном состоянии; совершенствовать умение решать расчетные задачи, если в реакции принимают участие или образуются газообразные вещества.

Расчетная задача 2. Вычисление объемных отношений газов.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Формы работы: беседа по вопросам, рассказ учителя, работа учащихся в группах (парах), индивидуальная работа учащихся.

Ход урока.

І. Организация класса к уроку.

ІІ. Основная часть.

1. Взаимопроверка домашнего задания (с правого оборота доски):

Ответы упражнения 187 (с.134):

Ответы упражнения 199а* (с.145):

Одновременно с проверкой домашнего задания двое учащихся работают у доски по заданиям на карточках (приложение 2):

Учащийся 2. Составьте формулы веществ по их названиям:

а) 4 - метил - 2 - пентен;

б) 3 - метил - 1 - бутин.

2. Актуализация опорных знаний учащихся.

Беседа по вопросам:

1. В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?

Известно три агрегатных состояния, в которых могут находиться вещества: твердое, жидкое и газообразное.

2. Охарактеризуйте особенности газообразного состояния вещества.

Большие расстояния между молекулами или атомами вещества (около 1800-2000 размеров частицы), объем газообразных веществ не зависит от размера их молекул.

3. Назовите простые вещества-газы, укажите положение образующих их атомов в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Простые вещества-газы: (водород), Гидроген №1; (азот), Нитроген №7; (кислород), Оксиген №8; (фтор), Флуор №9; (хлор), Хлор №17.

Запишите из технологической карты урока (приложение 1) в тетради формулы газообразных веществ, изучаемых в школьном курсе химии:

Формулы газообразных веществ:

1) простые вещества -

3) оксиды неметаллов -

4) органические вещества -

3. Изучение нового материала.

В ходе химических реакций объем реагирующих веществ может изменяться.

Это происходит чаще всего тогда, когда в реакции принимают участие газообразные исходные вещества или образуются газообразные продукты реакции.

Объем любого газа при постоянных физических условиях (температуре и давлении) пропорционален массе этого газа.

Взвешивать газообразные вещества довольно проблематично, поэтому в практических расчетах массы газов удобнее заменить их объемами.

Анализируя результаты опытов с газообразными веществами, французский ученый Жозеф Луи Гей-Люссак в 1808 году сформулировал закон объемных отношений.

С.146, запишите в тетрадь из учебника (или технологической карты урока) формулировку закона объемных отношений:

4. Закрепление изученного материала. Решение расчетных задач (задачи 1 и 2 записаны на лицевой стороне правого разворота, остальные 3 задачи напечатаны на карточках и решаются на месте в группах).

1. У доски с пояснениями работает один учащийся, остальные работают на месте.

Задача 1. Какой объем водорода выделяется при разложении 7 литров метана?

Ответ: V() = 10,5 л

Три группы (пары) учащихся получают задание для выполнения на месте (приложение 3, раздать по одному на группу или пару), с отчетом у доски:

Напоминаю учащимся о том, что кислород для дыхания и сжигания топлива мы получаем из воздуха, а при этом выделяется углекислый газ, повышенное содержание которого в атмосфере приводит к «парниковому» эффекту.

2. У доски с пояснениями работает один учащийся, остальные работают на месте.

ІІІ. Заключение.

Подведение итогов занятия (рефлексия), домашнее задание.

Вопросы рефлексии: 1) На уроке я работал (как?)

2) Своей работой на уроке я (доволен, нет)

3) Урок для меня был (каким?)

4) На уроке я узнал (о чем?)

5) Материал урока был мне (понятен, непонятен)

6) Мое настроение после урока …

Мы изучили на сегодняшнем уроке закон объемных отношений Гей-Люссака и научились решать расчетные задачи, когда в реакции принимают участие газообразные исходные вещества или образуются газообразные продукты реакции.

Запишите домашнее задание (задание записано на обороте доски или в технологической карте урока):

§23(с.145-149), упр. 206, 207* (с.149)

Приложение 1

Технологическая карта урока.

Тема. Объемные отношения газов при химических реакциях.

1а. Проверка домашнего задания (с правого оборота доски)

Упражнение 187 (с.134),

Упражнение 199а* (с.145).

1б. Работа у доски с формулами (2 учащихся получают задания на карточках).

2. Запишите в тетрадь:

Формулы газообразных веществ:

1) простые вещества -

2) летучие водородные соединения -

3) оксиды неметаллов -

4) органические вещества -

3. Запишите в тетрадь:

с.146 Закон объемных отношений:

Объемы газов, вступающих в реакцию и образующихся в

результате реакции, соотносятся как небольшие целые числа.

Например: метан при высокой температуре разлагается на ацетилен и водород

4. Решение расчетных задач (задачи 1 и 2 на доске, остальные - в группах).

Задача 1. Какой объем водорода выделяется при разложении 7 литров метана C ?

Задача 2. Вычислите объемы кислорода и воздуха, необходимые для сжигания 8 литров этана.

Группа 1. Какой объем карбон (IY) оксида выделяется при полном сгорании 2,75 литров этилена.

Группа 2. Вычислите объемы кислорода и воздуха, необходимые для сжигания 4,5 литров бутена.

Группа 3. Какой объем кислорода необходим для полного сжигания 12 литров бутана.

5. Домашнее задание: §23(с.145-149), упр.206, 207*(с.149).

Приложение 2

Учащийся 1.

Назовите вещества по их формулам:

Учащийся 2.

Составьте формулы веществ по их названиям:

а) 4 - метил - 2 - пентен;

б) 3 - метил - 1 - бутин.

Приложение 3

Какой объем карбон (IY) оксида выделяется при полном сгорании 2,75 литров этилена.

Вычислите объемы кислорода и воздуха, необходимые для сжигания 4,5 литров бутена.

Какой объем кислорода необходим для полного сжигания 12 литров бутана.

В данном разделе использованы материалы методического пособия "Обучение решению задач по химии". Авторы - составители: учитель химии высшей категории, методист Учреждения образования «Гимназии №1 г. Гродно» Толкач Л.Я.; методист учебно-методического отдела Учреждения образования «Гродненский ОИПК и ПРР и СО» Коробова Н.П.

Вычисления с использованием молярного объема газов.

Вычисление относительной плотности газов.

Объемные отношения газов

Один моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем. Так, при нормальных условиях(н.у.), т.е. при температуре 0 °С и нормальном атмосферном давлении, равном 101,3 кПа, один моль любого газа занимает объем 22,4 дм 3 .

Отношение объема газа к соответствующему химическому количеству вещества есть величина, называемая молярным объемом газа (V m ):

V m = V / n дм 3 , откуда V = V m · n

Для того чтобы определить: легче или тяжелее газ относительно другого газа, достаточно сравнить их плотности: