Сосуд с кислородом и сосуд с водородом
Команда “Газы!” была объявлена еще две недели назад. И что?! Легкие задачи порешали и расслабились?! Или вы думаете, что задачи на газы касаются только 28-х заданий ЕГЭ?! Как бы не так! Если газов пока еще не было в 34-х заданиях, это ничего не значит! Задач на электролиз тоже не было в ЕГЭ до 2018 года. А потом как врезали, мама не горюй! Обязательно прочитайте мою статью “Тайны задач по химии? Тяжело в учении – легко в бою!”. В этой статье очень подробно рассказывается о новых фишках на электролиз. Статья вызвала шквал самых разных эмоций у преподавателей химии. До сих пор мне и пишут, и звонят, и благодарят, и бьются в конвульсиях. Просто цирк с конями, в котором я – зритель в первом ряду.
Однако, вернемся к нашим баранам, вернее, Газам. Я прошла через огонь и воду вступительных экзаменов и знаю точно – хочешь завалить абитуриента, дай ему задачу на Газы. Почитайте на досуге сборник задач И.Ю. Белавина. Я процитирую одну такую “мозгобойню”, чтобы вам жизнь медом не казалась. Попробуйте решить.
И.Ю. Белавин, 2005, задача 229
“Два из трех газов (сероводород, водород и кислород) смешали и получили газовую смесь, плотность которой оказалась равной плотности оставшегося газа. Полученную газовую смесь вместе с равным ей объемом третьего газа под давлением поместили в замкнутый сосуд емкостью 4 л, содержавший азот при н.у. и нагревали при 600 С до окончания химических реакций, затем постепенно охладили. Определите массы веществ, содержавшихся в сосуде после охлаждения, если плотность газовой смеси в сосуде перед нагреванием равнялась 9,25г/л. (Ответ: m(S) = 7,5 г, m(SO2) = 15 г, m(Н2О) = 9 г)”
Ну как, решили? Нет?! А ваши репетиторы?! Извините, это был риторический вопрос. Кстати, мои ученики, абитуриенты 2003-2008 гг. такие задачи щелкали, как семечки, на экзаменах во 2-й медицинский (теперь РНИМУ им. Н.И. Пирогова). Надеюсь, вам понятно, что 34-м задачам ЕГЭ еще есть куда усложняться, perfectio interminatus est (нет предела совершенству), с газами нужно работать, работать и работать. Поэтому команду “Газы!” отменять рано. Итак, поехали!
Сегодня мы поговорим о газовых смесях, затронем понятие плотности газа (абсолютной и относительной), средней молярной массы, решим задачи: определение средней молярной массы и плотности газа по компонентам смеси и наоборот.
• Газовая смесь – смесь отдельных газов НЕ вступающих между собой в химические реакции. К смесям газов относятся: воздух (состоит из азота, кислорода, углекислого газа, водяного пара и др.), природный газ (смесь предельных и непредельных углеводородов, оксида углерода, водорода, сероводорода, азота, кислорода, углекислого газа и др.), дымовые газы (содержат азот, углекислый газ, пары воды, сернистый газ и др.) и др.
• Объемная доля – отношение объема данного газа к общему объему смеси, показывает, какую часть общего объема смеси занимает данный газ, измеряется в долях единицы или в процентах.
• Мольная доля – отношение количества вещества данного газа к общему количеству вещества смеси газов, измеряется в долях единицы или в процентах.
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
• Плотность газа (абсолютная) – определяется как отношение массы газа к его объему, единица измерения (г/л). Физический смысл абсолютной плотности газа – масса 1 л, поэтому молярный объем газа (22,4 л при н.у. t° = 0°C, P = 1 атм) имеет массу, численно равную молярной массе.
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
• Относительная плотность газа (плотность одного газа по другому) – это отношение молярной массы данного газа к молярной массе того газа, по которому она находится
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
• Средняя молярная масса газа – рассчитывается на основе молярных масс составляющих эту смесь газов и их объемных долей
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Настоятельно рекомендую запомнить среднюю молярную массу воздуха Мср(в) = 29 г/моль, в заданиях ЕГЭ часто встречается.
Обязательно посетите страницу моего сайта “Изучаем Х-ОбХ-04. Закон Авогадро. Следствия из закона Авогадро. Нормальные условия. Молярный объем газа. Абсолютная и относительная плотность газа. Закон объемных отношений”и сделайте конспекты по теории. Затем возьмите бумагу и ручку и решайте задачи вместе со мной.
ВАНГУЮ: чует мое сердце, что ЕГЭ по химии 2019 года устроит нам газовую атаку, а противогазы не выдаст!
Задача 1
Определить плотность по азоту газовой смеси, состоящей из 30% кислорода, 20% азота и 50% углекислого газа.
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Задача 2
Вычислите плотность по водороду газовой смеси, содержащей 0,4 моль СО2, 0,2 моль азота и 1,4 моль кислорода.
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Задача 3
5 л смеси азота и водорода имеют относительную плотность по водороду 12. Определить объем каждого газа в смеси.
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Несколько задач со страницы моего сайта
Задача 4
Плотность по водороду пропан-бутановой смеси равна 23,5. Определите объемные доли пропана и бутана
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Задача 5
Газообразный алкан объемом 8 л (н.у.) имеет массу 14,28 г. Чему равна его плотность по воздуху
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Задача 6
Плотность паров альдегида по метану равна 2,75. Определите альдегид
Секретная шпаргалка по химии. 4.2. Состав смеси газов
Ну как? Пошло дело? Если туго, вернитесь к задачам и решайте их самостоятельно до тех пор, пока не щелкнет! А для стимуляции – десерт в виде еще одной задачи И.Ю. Белавина на газы. Наслаждайтесь ее решением самостоятельно!
И.Ю. Белавин, 2005, задача 202
“Сосуд емкостью 5,6 л при н.у. заполнили метаном, затем нагрели до высокой температуры, в результате чего произошло частичное разложение метана. Определите массу образовавшейся сажи, если известно, что после приведения к нормальным условиям объем полученной газовой смеси оказался в 1,6 раза больше объема исходного метана, эта газовая смесь обесцвечивает бромную воду и имеет плотность по воздуху 0,2931. (Ответ: m(C) = 0,6 г)”
Задачи И.Ю. Белавина – это крутой драйв! Попробуйте порешать, и вы откажетесь от просмотра любых ужастиков, поскольку запасетесь адреналином надолго! Но нам нужно спуститься на землю к ЕГЭ, простому и надежному, как первый советский трактор. Кстати, у меня в коллекции припасено немало сюрпризов с газовыми фишками, собранными за все годы работы и бережно хранимыми. Думаю, пришло время сказать им: “И снова здравствуйте!”, поскольку ЕГЭ с каждым годом становится “все чудесатее и чудесатее”. Но это уже совсем другая история. Читайте мои статьи – и вы подстелите соломку под свою ЕГЭшную попу.
Вы готовитесь к ЕГЭ и хотите поступить в медицинский? Обязательно посетите мой сайт Репетитор по химии и биологии https://repetitor-him.ru. Здесь вы найдете огромное количество задач, заданий и теоретического материала, познакомитесь с моими учениками, многие из которых уже давно работают врачами. Позвоните мне +7(903)186-74-55, приходите ко мне на курс, на бесплатные Мастер-классы “Решение задач по химии”. Я с удовольствием вам помогу.
Репетитор по химии и биологии кбн В.Богунова
Источник
Цель:
- актуализировать знания о некоторых
свойствах газообразных веществ; - установить отличие газообразных
веществ от твердых и жидких; - повторить закон Авогадро;
- обобщить и систематизировать знания
учащихся о способах получения, собирания
и распознавания водорода, кислорода,
аммиака, углекислого газа и этилена; - расширять кругозор детей; формировать
научное мировоззрение.
Тип урока: урок обобщения и
систематизации знаний.
Методы и методические приемы:
демонстрационный, словесный (беседа по
вопросам, рассказ), наглядный.
Оборудование и реактивы:
а)на столах у учащихся: карточки с
таблицей для заполнения по ходу урока
Газ (краткая характеристика) | Получение (уравнение реакции) | Собирание | Распознавание |
б)на демонстрационном столе:
- реактивы – оксид марганца (IV), пероксид
водорода, перманганат калия; карбонат
кальция, соляная кислота и известковая
вода; соляная кислота и цинк; хлорид
аммония, гидроксид натрия, лакмусовая
бумажка; этиловый спирт и
концентрированная серная кислота; - оборудование – химический стакан (2 шт.);
пробирки (5 шт.); прибор для получения
газов (штатив с зажимами для 2-х пробирок, 2
пробирки); пробиркодержатель, лучина,
спички, спиртовка, пробки с газоотводными
трубками (2 шт.); плоскодонная колба,
аппарат Кипа, стеклянная трубочка,
стеклянная палочка.
Ход урока.
I. Организация.
II. Проверка домашнего задания (7 мин.).
Вопросы для беседы.
1.Что такое полимер, мономер, структурное
звено, степень полимеризации?
2.Что такое пластмассы?
3.Что такое волокна?
4.На какие группы делят пластмассы?
Восстановите схему:
(Заполнение схемы: термопласты и
термореактопласты.)
5.На какие группы делят волокна?
Восстановить схему:
(Заполнение схемы: природные и химические;
растительные и животные; искусственные и
химические.)
6.Каковы области применения пластмасс? При
ответе используйте рисунок 40 на с.56.
7.Какие неорганические полимеры вам
известны? Какова их роль в неживой природе?
III. Актуализация, систематизация и
обобщение знаний.
-Вы знаете, что зависимости от условий
вещества могут находиться в разных
агрегатных состояниях. Назовите эти
состояния.
Планируемый ответ ученика.
(В зависимости от условий вещества могут
находиться в жидком, твердом или
газообразном состояниях).
-Рассмотрите рис. 51 на с. 67. Что характерно
для газообразных веществ? Чем строение
газообразных веществ отличается от
строения веществ в твердом и жидком
состояниях?
Планируемый ответ ученика.
(В газовой фазе расстояния между
молекулами во много раз превышает размеры
самих частиц.)
-При атмосферном давлении объем сосуда в
сотни тысяч раз больше объема молекул газа,
поэтому для газов выполняется закон
Авогадро:
в равных объемах различных газов при
одинаковых условиях содержится одинаковое
число молекул.
-Вспомните, сколько молекул содержит один
моль любого газа при нормальных условиях?
Планируемый ответ ученика.
(Один моль любого газа при нормальных
условиях содержит 6х1023 молекул.)
-Как называется это число?
Планируемый ответ ученика.
(Это число называется число Авогадро.)
-Какие условия считаются нормальными?
Планируемый ответ ученика.
(760 мм. рт.ст. и 0 0С).
-Какой объем занимает 1 моль любого
газообразного вещества при нормальных
условиях? Как называют такой объем?
Планируемый ответ ученика.
(1 моль любого газа при нормальных
условиях занимает объем 22,4 л. Такой объем
называется молярным.)
-Найдите в учебнике на с.68 описание
основных свойств газообразных веществ.
1.Газы не имеют собственной формы и объема.
Поэтому занимают весь объем сосуда, в
котором находятся.
2.Газы легко сжимаются.
3.Благодаря большому расстоянию между
молекулами газы смешиваются друг с другом в
любом отношении.
-При изучении химии, вы познакомились со
свойствами некоторых газов, узнали способы
их получения, собирания и распознавания. На
сегодняшнем уроке вам предстоит вспомнить,
как в лабораторных условиях получают
водород, кислород, углекислый газ, аммиак и
этилен; как собирают и распознают эти газы.
По ходу изучения материала вы должны
заполнить таблицу.
Водород – это самый легкий газ. В
лаборатории его получают чаще всего в
аппарате Кипа взаимодействием цинка с
соляной кислотой:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑.
Демонстрация получения водорода в
аппарате Киппа.
– Так как водород самый легкий газ, его
собирают в перевернутый вверх дном сосуд.
Демонстрация собирания водорода.
-Вспомните, как распознают водород?
Планируемый ответ ученика.
(К отверстию перевернутого вверх дном
сосуда подносят зажженную лучину.
Раздается глухой хлопок, если водород
чистый или «лающий» звук, если водород
содержит примеси.)
Демонстрация опыта по распознаванию
водорода.
Формулу водорода, уравнение реакции
получения водорода, способ его собирания и
распознавания ученики записывают в
соответствующие колонки таблицы.
– Кислород – газ, содержание которого в
атмосфере составляет 21%. Кроме кислорода в
верхних слоях атмосферы содержится
аллотропное видоизменение – озон О3.
В лаборатории кислород получают
разложением перманганата калия KMnO4
или пероксида водорода H2O2 .
Демонстрация опытов получения кислорода:
1) разложением перманганата калия
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + О2
↑;
2)разложением пероксида водорода в
присутствии катализатора MnO2
2H2O2 = 2Н2О + О2 ↑ .
– Собирают кислород в сосуд методом
вытеснения воздуха или методом вытеснения
воды. Почему?
Планируемый ответ ученика.
(Кислород собирают в сосуд вытеснением
воздуха, потому что он тяжелее воздуха.
Кислород собирают методом вытеснения воды,
так как он мало растворим в воде.)
– Вспомните, как распознают кислород.
Планируемый ответ ученика.
(Распознают кислород по вспыхиванию,
внесенной в сосуд с этим газом, тлеющей
лучинки.)
Демонстрация опыта по распознаванию
кислород: внесение в колбу с кислородом
тлеющей лучинки; внесение тлеющей лучинки в
химический стакан, в котором проходит
разложение пероксида водорода.
Формулу кислорода, уравнения реакций
получения кислорода, способы его собирания
и распознавания ученики записывают в
соответствующие колонки таблицы.
– Углекислый газ или оксид углерода (IV) СО2
– бесцветный, не имеющий запах газ.
Он примерно в полтора раза тяжелее
воздуха. Растворим в воде. В лаборатории
углекислый газ получают действием соляной
кислоты на карбонат кальция:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑.
Демонстрация опыта получения углекислого
газа и его собирание.
– Вспомните, как получают углекислый газ в
промышленности.
Планируемый ответ ученика.
(В промышленности углекислый газ получают
обжигом известняка:
CaCO3 = СаО + СО2↑. )
– Вспомните, как можно распознать
углекислый газ.
Планируемый ответ ученика.
(Углекислый газ можно распознать по
помутнению известковой воды или с помощью
горящей лучинки.)
Демонстрация опытов по распознаванию
углекислого газа:
- помутнение известковой воды (продувание
углекислого газа через известковую воду)
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3v + Н2О; - горящую лучину опустить в сосуд с
углекислым газом. Лучина гаснет.
– Почему горящая лучина гаснет в атмосфере
углекислого газа?
Планируемый ответ ученика.
(Потому что углекислый газ не
поддерживает горение.)
– Где используют это свойство углекислого
газа?
Планируемый ответ ученика.
(Свойство углекислого газа не
поддерживать горение применяют при тушении
пожаров.)
Формулу углекислого газа, уравнения
реакций получения углекислого газа, способ
его собирания и способы распознавания
ученики записывают в соответствующие
колонки таблицы.
– Аммиак NH3 – газ с резким запахом,
бесцветный, хорошо растворим в воде.
В промышленности его получаютвзаимодействием
азота с водородом, соблюдая следующие
условия: катализатор (Fe), высокие
температура и давление. Запишите уравнение
реакции получения аммиака в промышленности,
укажите, что реакция обратимая и условия,
при которых она протекает:
3H2 + N2 = 2NH3 .
В лаборатории аммиак получают
взаимодействием щелочей с солями аммония:
NH4Cl + NaOH = NaCl + H2O + NH3↑.
– Сравните молярные массы аммиака и
воздуха.
Планируемый ответ ученика.
(Молярная масса аммиака равна 17 г/моль,
молярная масса воздуха – 29 г/моль. Аммиак
легче воздуха.)
– Как следует собирать аммиак?
Планируемый ответ ученика.
(Так как аммиак легче воздуха, то его
следует собирать так же как и водород – в
перевернутую вверх дном пробирку.)
Демонстрация опыта получения и собирания
аммиака.
– Как можно распознать аммиак?
Планируемый ответ ученика.
(Аммиак можно распознать по характерному
запаху.)
-Еще аммиак можно распознать по изменению
окраски влажной лакмусовой бумажки и по
появлению белого дыма при поднесении
стеклянной палочки, смоченной в соляной
кислоте.
Демонстрация опытов по распознаванию
аммиака:
- по запаху, соблюдая правило техники
безопасности; - поднести влажную лакмусовую бумажку к
пробирке с аммиаком. Лакмусовая бумажка
посинеет; - стеклянную палочку смочить в соляной
кислоте и опустить в пробирку с аммиаком.
Наблюдается появление дыма. (Опыт «Дым
без огня).
Формулу аммиака, уравнение реакции
получения аммиака, способ его собирания и
способы распознавания ученики записывают в
соответствующие колонки таблицы.
– На уроках органической химии вы
познакомились с газом этиленом С2Н4.
Этилен – газ без цвета и запаха. В
промышленности его получают
дегидрированием этана:
СН3 − СН3 > СН2 = СН2 +
Н2.
Реакция протекает в присутствии
катализатора и при высокой температуре.
В лаборатории этилен получают двумя
способами: деполимеризацией полиэтилена
или каталитической дегидратацией
этилового спирта:
(-СН2 – СН2 – )n → nСН2
= СН2 ,
С2Н5ОН → С2Н4 + Н2О.
Распознают этилен по обесцвечиванию
подкисленного раствора перманганата калия
или бромной воды. Как можно собрать этилен?
Планируемый ответ ученика.
(Этилен тяжелее воздуха, поэтому его можно
собрать вытеснением воздуха.)
Демонстрация опыта получения этилена
реакцией дегидрирования этилового спирта и
распознавание этилена обесцвечиванием
подкисленного раствора перманганата калия.
Формулу этилена, уравнения реакции
получения этилена, способ его собирания и
способы распознавания ученики записывают в
соответствующие колонки таблицы.
Итогом работы учащихся на уроке является
заполненная таблица, которая имеет
следующий вид:
Газ(краткая характеристика) | Получение (уравнения реакций) | Собирание | Распознавание |
Водород (Н2) – самый легкий, бесцветный, не имеет запаха. | Вытеснением водорода металлами из Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑. | В перевернутую вверх дном пробирку. | При поднесении к пламени раздается «хлопок» |
Кислород (О2) без запаха и цвета, | 1.Разложением перманганата калия: 2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + 2.Разложением пероксида водорода 2H2O2 = 2Н2О + О2 | 1.Вытеснением воздуха. 2.Вытеснением воды. | Вспыхивание тлеющей лучинки, |
Углекислый газ – оксид углерода (IV) – | 1.В промышленности: 2.В лаборатории: | Вытеснением воздуха. | 1.Горящая лучина гаснет в сосуде с СО2. 2.По помутнению известковой воды: СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3v |
Аммиак (NН3) имеет резкий | 1.В промышленности: 2.В лаборатории: | В перевернутую вверх дном пробирку. | 1.По запаху. 2.По изменению цвета влажной 3.По появлению дыма при поднесении |
Этилен (С2Н4 или СН2 = | 1.В промышленности дегидрированием СН3 − СН3 → СН2 = СН2 2.В лаборатории: а)деполимеризацией этилена (-СН2 – СН2 – )n → nСН2 б)дегидратацией этилового спирта С2Н5ОН → С2Н4 + | Вытеснением воздуха. | 1.Обесцвечивание подкисленного 2.Обесцвечивание бромной воды. |
IV.Закрепление.
Беседа по вопросам. (При ответах
использовать таблицу.)
- Какие газообразные вещества были
рассмотрены на уроке? - Какие способы получения рассматривали?
- От чего зависит способ собирания того
или иного газа?
V. Подведение итогов.
-На сегодняшнем уроке вы изучили общие
свойства газообразных веществ. Вспомнили
закон Авогадро. Повторили способы
получения, собирания и распознавания
водорода, кислорода, углекислого газа,
аммиака и этилена.
Выставление оценок.
VI.Домашнее задание.
1.Выучить записи в таблице.
2.Используя текст §8, заполнить таблицу:
Газ | Применение |
Водород | |
Кислород | |
Углекислый газ | |
Аммиак | |
Этилен |
Источник