Урок по теме " Количество вещества. Молярная масса"

Аминова Руфия Гузаировна, учитель химии, МОАУ «СОШ № 56 имени Хана В.Д. с углубленным изучением русского языка, обществознания и права»

Тема урока: Количество вещества. Молярная масса.

Цель и задачи урока:

Образовательные:

• Изучить физическую величину – количество вещества, единицу измерения количества вещества – моль, а также постоянную Авогадро.

• Показать взаимосвязь массы, количества вещества и числа частиц.

• Научить учащихся пользоваться этими понятиями, применять их при решении расчетных задач.

• Продолжать развивать и совершенствовать знания учащихся о таких понятиях как атом, химический элемент, металл, неметалл, химическая связь, типы и механизмы образования : химической связи, химическая формула, вещество.

Воспитательные: Способствовать формированию мировоззренческих представлений учащихся о взаимосвязи разных свойств явлений окружающего мира. Формирование стремления к глубокому усвоению знаний.

Развивающие: Развивать умение учащихся устанавливать причинно-следственные связи, а также наблюдать, обобщать и делать выводы.

Планируемые результаты обучения.

Знать важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, атом, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, ион, химическая связь, моль, молярная масса.

Уметь: вычислять: количество вещества или массу по количеству вещества.

Техническое обеспечение урока: ноутбук, проектор

Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока: таблица, карточки с заданиями,

Содержание урока

1.Организационный этап

Проверка готовности к уроку. Нам сегодня понадобится:

Учебник, тетрадь, справочный материал, таблица растворимости и ПСХЭ Д.И. Менделеева, ручка, простой карандаш.

Постановка цели. Из уроков математики и физики вы узнали, что для изучения окружающего мира недостаточно только наблюдать и описывать явления и предметы, необходимо их характеризовать также количественно. Из курса физики известно определение физической величины: физическая величина – это определенная характеристика тела или явления, которая может быть измерена.

Сегодня на уроке познакомимся с физической величиной – количество вещества.

Совместная формулировка цели урока.

Наша цель не только изучить, но и научиться использовать эту величину в расчетах.

2.Актуализация знаний и подготовка к восприятию.

После изучения темы “Строение атома”, нами было дано определение химии как науки об элементах. Но на самом деле химики работают с веществами. Вещество – это реальная форма существования химического элемента.

 Что такое вещество?

 Вещество – это совокупность определенных частиц (атомов, молекул, ионов).

Как вещества классифицируют по составу?

 Вещества по составу разделяют на простые и сложные.

Приступая к изучению количественной характеристики веществ в химии, мы будем опираться на ранее приобретенные вами знания и умения.

- А в чем измерить вещество? Температура измеряется в градусах, путь - в метрах, масса - в граммах, килограммах. Какие бы вы предложили единицы вещества?

Индивидуальные задания у доски:

1 ученик. Составьте схему образования ковалентной неполярной связи в молекулах хлора – Сl_2.  Какими физическими свойствами обладает данное вещество? Почему?

2 ученик. Составьте схему образования ковалентной неполярной связи в молекулах кислорода – О₂. Какими физическими свойствами обладает данное вещество? Почему?

 Фронтальная беседа

На какие группы можно разделить простые вещества? (Простые вещества по свойствам делят на металлы и неметаллы).

Дайте общую характеристику физическим свойствам неметаллов исходя из их строения.

Дайте общую характеристику физическим свойствам металлов исходя из их строения. В чем причина электропроводности и пластичности металлов? (Вопрос разбирается с учащимися класса)

Учащиеся класса выполняют самостоятельную работу по вариантам с самопроверкой.

I вариант. Для вещества с химической формулой NaJ определите тип химической связи и выпишите из нижеперечисленных формулы веществ с аналогичным типом связи: H₂, PH₃, MgCl₂, Br₂, CaO.

II вариант. Для вещества с химической формулой H₂O определите тип химической связи и выпишите из нижеперечисленных формулы веществ с аналогичным типом связи: Cl₂, CaF₂, SO₃, N₂, H₂S.

Из приведенных ниже предложений выпишете только те. которые соответствуют: I вариант - металла; II вариант - неметалла.

1. Агрегатное состояние: твердое.

2. Электропроводны.

3. Ковкие.

4. Пластичные.

5. Имеют металлический блеск.

6. Не имеют металлического блеска.

7. Нетеплопроводные.

8. Газообразные.

9. В твердом состоянии - хрупкие.

10. Жидкие.

Ключ: вариант I: 1, 2, 3, 4, 5; вариант II: 1, 6, 7, 8, 9.

3.Изучение нового материала.

- Что изучает химия? (Вещества, свойства и превращение веществ.)

- Рассмотрим реакцию взаимодействия водорода и кислорода:

2Н₂ + О₂ = 2Н₂О

Как нужно отмерить водород и кислород, чтобы они полностью прореагировали и образовали воду?

(Нужно взять на одну молекулу кислорода две молекулы водорода.)

- Но технически это выполнить невозможно из-за малого размера молекул. Как быть?

А если взять столько граммов водорода, сколько весят 2 его молекулы, т.е. массой 4 г. Соответственно кислорода взять 32 г, т.е. какова его молекулярная масса. Тогда поставленное вначале условие будет соблюдено - все молекулы водорода и все молекулы кислорода прореагируют друг с другом и образуют воду.

Потому вещество решили измерить единицей, в которой как бы соединились две величины - число молекул и масса вещества.

Такая единица называется моль (n).

Чтобы отмерить 1 моль вещества, нужно взять столько граммов его, какова относительная молекулярная масса вещества:

1 моль Н₂ весит 2 г (Мr (Н₂) = 2)

1 моль О₂ весит 32 г (Мr (О₂) = 32)

1 моль Н₂О весит 18 г (Мr (Н₂О) = 18)

А сколько реальных частиц - молекул содержится в 1 моле любого вещества?

Очевидно, что одинаковое число. Оно называется постоянной Авогадро.

1 моль вещества равен количеству вещества, содержащему столько структурных частиц данного вещества, сколько атомов содержится в 12 г. изотопа углерода ¹²С, а именно 6,02 x 10²³. Величину 6,02 x 10²³ называют постоянной Авогадро и обозначают N_A, по имени ученого, который впервые использовал эту величину.

Количество вещества обозначается буквой n («эн») или v («ню»).

МОЛЬ - это КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, равное 6,02^.10²³ структурных единиц данного вещества – молекул (если вещество состоит из молекул), атомов (если это атомарное вещество), ионов (если вещество является ионным соединением).

Примеры:

1 моль (1 М) воды = 6,02^.10²³ молекул Н₂О,

1 моль (1 М) железа = 6,02^.10²³ атомов Fe,

1 моль (1 М) хлора = 6,02^.10²³ молекул Cl₂,

1 моль (1 М) электронов е^- = 6,02^.10²³ электронов е^-.

Теперь мы имеем удобную единицу количества вещества моль, с помощью которой легко отмерять равные порции молекул или атомов простым взвешиванием.

Разумеется, если мы увеличим или уменьшим взятое нами количество водорода и кислорода в одинаковое количество раз, то и порции реагирующих молекул уменьшатся или возрастут во столько же раз.

Как мы видим, масса одного моля какого-нибудь вещества (в граммах) числено совпадает с молекулярной или атомной массой этого вещества (в а.е.м. или в безразмерном выражении - как в случае относительной атомной или молекулярной массы). Это очень удобно для химических расчетов.

Масса одного моля вещества называется МОЛЯРНОЙ МАССОЙ. Она обозначается буквой М и имеет размерность г/моль. Количество молей вещества n находят из отношения массы m этого вещества (г) к его молярной массе М (г/моль).

Например, число молей в m г воды составляет: n = m/18. Для m г металлического натрия: n = m/23, и так далее.

Молярная масса численно всегда совпадает с молекулярной массой (или атомной массой - если вещество состоит не из молекул, а из атомов). х веществ.

Как мы видим, термины "молекулярная масса" и "молярная масса" применимы не только к веществам молекулярного строения, но и к атомарным и ионным веществам. Молярная масса М – постоянная величина для каждого конкретного вещества. Без неё не обойтись при вычислении количества молей (n). Однако в дальнейшем для нас основным рабочим инструментом будет именно МОЛЬ вещества.

Термины “моль” и “молекула” отдаленно связаны между собой. Моль происходит от латинского moles, что означает количество, счетное множество, а также масса. Термин “молекула” является уменьшительной формой этого слова и означает “маленькая масса”. Таким образом моль – это такое количество вещества, которое можно считать “большой массой”, состоящей из 6,02* 10²³ “маленьких масс”.

Историческая справка

Амедео Авогадро (1776—1856) — итальянский физик и химик, член Туринской АН (1819). Родился 9 августа 1776, в Турине. Скончался 9 июля 1856, там же.

Получил юридическое образование в Туринском университете (1792). В 1800 начал самостоятельно изучать физику и математику. С 1806 Амедео Авогадро работал демонстратором в колледже при Туринской академии. С 1809 — профессор в колледже Верчелли, в 1820-1822 и 1834-1850 заведовал кафедрой математической физики в Туринском университете. Основные работы Амедео Авогадро посвящены молекулярной физике.

В 1811 он выдвинул молекулярную гипотезу строения вещества, установил один из газовых законов, названный его именем. Согласно этому закону в одинаковых объемах газов при одинаковых значениях температуры и давления содержится одинаковое количество молекул. Исходя из этого, ученый разработал метод определения молекулярного и атомного весов.

Именем Авогадро названа универсальная постоянная — число молекул в одном моле идеального газа (число Авогадро). Амедео установил количественный атомный состав молекул некоторых веществ, для которых он ранее был определен неправильно (вода, водород, кислород, азот, оксиды азота, хлора и др. ). Первым обратил внимание на аналогию в свойствах азота, фосфора. мышьяка и сурьмы. 

4. Закрепление.

Задача 1. Какова масса 0,5 моль оксида углерода (IV) СО₂?

Дано: n (СО2) = 1,5 моль М (СО2) = 44 г/моль	Решение: m = nM Mr (СО2) = 12 + 16* 2 = 44 М (СО2) = 44 г/моль m (СО2) = 44 (г/моль)* 0,5 (моль) = 22 г Ответ: m (СО2) = 22г.
Найти: m (СО2) - ?

Задача 2. Какое количество серной кислоты содержится в 294 г её?

Дано: M (Н2SO4) = 294 г	Решение: n = m/M Mr (Н2SO4) = 1 *2 + 32 + 16* 4 = 98 M (Н2SO4) = 98 г/моль n (Н2SO4) = 294 * 98 = 3 (моль) Ответ: n (Н2SO4) = 3 моль.
Найти: n (Н2SO4) - ?

Работа в парах (задания на карточках)

Цель: закрепить понятие "моль", "количество вещества", "число Авогадро".

1. На весах взвесили кусочек цинка - его масса оказалась 26 г. Вычислите:

а) количество вещества цинка в кусочке;

б) число атомов цинка.

2. С помощью мензурки отмерили 50 мл воды. Сколько здесь молекул воды? Атомов водорода? Атомов кислорода?).

3. Имеется 7 моль cерной кислоты. Сколько молекул серной кислоты в этой порции?

4. Какое количество вещества составляют 3 x 10²³ атомов серы;

5. В какой порции углекислого газа и во сколько раз больше молекул?

а) 1 моль и 0,5 моль;

Подводится итог изучения данной темы – все количественные расчеты можно делать очень быстро, если использовать физическую величину – количество вещества.

5.Рефлексивно-оценочный этап. Составить синквейн со словом «МОЛЬ» Синквейн -"белый стих", состоящий из пяти слов. Правило составления синквейна: 1строка - заголовок, в который выносится ключевое слово, понятие, тема синквейна, выраженная в форме существительного; 2 строка -два прилагательных; 3 строка - три глагола; 4 строка - фраза, несущая определенный смысл; 5 строка -резюме, вывод: одно слово (обычно существительное)

Обсудите результаты работы.

6. Домашняя работа: §15 задачи, 2, 3.

Задачи.

1. Рассчитайте с точностью до целых чисел молекулярный вес (а.е.м) и молярную массу (г) для следующих веществ: КI, N₂, NaOH, SO₃. Сколько молекул содержится в 1 моли каждого из этих веществ?

2. Сколько молей водорода содержится в 362г водорода?

3. В стакан налили 180 г воды. Сколько молекул воды в стакане? Сколько это молей H₂O?