Bài 4 mol và tỉ khối chất khí

CHỦ ĐỀ I PHẢN ỨNG HÓA HỌC Bài 4: MOL VÀ TỈ KHỐI CỦA CHẤT KHÍ (3 tiết) I MỤC TIÊU Về kiến thức - Nêu khái niệm mol (nguyên tử, phân tử) - Tính khối lượng mol (M); Chuyển đổi số mol (n) khối lượng (m) - Nêu khái niệm tỉ khối, viết cơng thức tính tỉ khối chất khí - So sánh chất khí nặng hay nhẹ chất khí khác dựa vào cơng thức tính tỉ khối - Nêu khái niệm thể tích mol chất khí áp suất bar 25°C n - Sử dụng công thức chuẩn: áp suất bar 25 °C V 24, 79 để chuyển đổi số mol thể tích chất khí điều kiện Về lực a) Năng lực chung - Tự chủ tự học: Chủ động, tích cực tìm hiểu khái niệm, xây dựng cơng thức tính - Giao tiếp hợp tác: +) Sử dụng ngôn ngữ khoa học để diễn đạt khái niệm +) Hoạt động nhóm hiệu quả, đảm bảo thành viên tham gia trình bày, báo cáo, chia sẻ - Giải vấn đề sáng tạo: Thảo luận với thành viên nhóm nhằm giải vấn đề học b) Năng lực khoa học tự nhiên - Nhận thức khoa học tự nhiên: +) Nêu khái niệm mol nguyên tử/ phân tử +) Nêu khái niệm tỉ khối, thể tích mol chất khí điều kiện chuẩn (ĐKC) - Vận dụng kiến thức kĩ học: Tính khối lượng mol (M) đại lượng liên quan: m, n; so sánh chất khí nặng hay nhẹ so với chất khí khác; tính số mol khí điều kiện chuẩn Về phẩm chất - Tham gia tích cực hoạt động nhóm để tiếp cận kiến thức hiệu - Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá học tập khoa học tự nhiên II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU Phiếu học tập số Bài 1: Tính số nguyên tử, phân tử có lượng chất sau: a) 0,25 mol nguyên tử C; b) 0,002 mol phân tử I2; c) mol phân tử H2O Bài 2: Một lượng chất sau tương đương mol nguyên tử mol phân tử ? a) 1,2044.1022 phân tử Fe2O3; b) 7,5275.1024 nguyên tử Mg Phiếu học tập số Câu 1: Ở 25 °C bar, 1,5 mol khí chiếm thể tích ? Câu 2: Một hỗn hợp gồm mol khí oxygen với mol khí nitrogen Ở 25 °C bar, hỗn hợp khí tích ? Câu 3: Tính số mol khí chứa bình tích 500 ml 25 °C bar Phiếu học tập Câu Tính khối lượng mol khí CO2 H2 Câu So sánh khối lượng mol khí CO2 H2 Tính tỉ số M CO MH M CO Câu Biết tỉ số tỉ khối khí CO2 H2, Vậy tỉ khối có ý nghĩa gì? MH Câu Suy luận tìm cơng thức tính tỉ khối chất khí, biết tỉ khối khí A khí 2 B kí hiệu dA/B Phiếu học tập số Trắc nghiệm: Câu Công thức tỉ khối chất khí A khơng khí M d A/ kk  A 29 B 29 d A/ kk  MA A dA/kk = MA 29 C D Cả A, B, C sai Câu Số Avogadro kí hiệu A 6,022.1023, AN B 6,022.10-23, AN C 6,022.1023, NA D 6,022.1024, NA Câu Thể tích mol hai chất khí đo A nhiệt độ B áp suất C nhiệt độ khác áp suất D điều kiện nhiệt độ áp suất Câu Khí NO2 nặng hay nhẹ khơng khí lần? A Nặng khơng khí 1,6 lần B Nhẹ khơng khí 2,1 lần C Nặng khơng khí lần D Nhẹ khơng khí 4,20 lần Câu 64g khí oxigen điều kiện chuẩn tích là: A 49,58 lít B 24,79 lít C 74,37 lít D 99,16 lít Tự luận Câu 1: Tính khối lượng mol chất X, biết 0,4 mol chất có khối lượng 23,4 gam Câu 2: Tính số mol phân tử có gam nước, biết khối lượng mol nước 18 g/mol Câu 3: Calcium carbonate có cơng thức hố học CaCO3 a) Tính khối lượng phân tử calcium carbonate b) Tính khối lượng 0,2 mol calcium carbonate III Tiến trình dạy học Hoạt động 1: Mở đầu (… phút) a) Mục tiêu: - Tạo hứng thú cho học sinh, dẫn dắt giới thiệu vấn đề để học sinh biết mol b) Nội dung: - HS đọc nội dung phần Mở đầu (SGK – 27) trả lời câu hỏi c) Sản phẩm: - Câu trả lời học sinh d) Tổ chức thực hiện: Hoạt động GV - HS Dự kiến sản phẩm * GV giao nhiệm vụ học tập Ta đếm số - Yêu cầu HS đọc ND phần mở đầu trả lời câu hỏi lượng viên gạch để xây * HS thực nhiệm vụ tường lâu đài thực - Học sinh hoạt động cá nhân hoàn thành câu hỏi Đếm số hạt cát để xấy * Báo cáo, thảo luận tường khó để - GV gọi số HS báo cáo chia sẻ thực * Kết luận, nhận định - GV nhận xét câu trả lời, đặt vấn đề vào Bằng phép đo thông thường, ta xác định khối lượng chất rắn, chất lỏng thể tích chất khí Làm để biết lượng chất có phân tử, nguyên tử? Hoạt động 2: Hình thành kiến thức (… phút) Hoạt động 2.1: KHÁI NIỆM MOL (… phút) a) Mục tiêu: – Nêu khái niệm mol (nguyên tử, phân tử) b) Nội dung: HS đọc hiểu, xác định khái niệm mol nguyên tử, phân tử - GV u cầu học sinh tìm hiểu thơng tin, trả lời câu hỏi sách giáo khoa c Sản phẩm: Khái niệm mol, câu trả lời HS d Cách tiến hành: Hoạt động GV - HS Dự kiến sản phẩm - GV giao nhiệm vụ HS đọc hiểu nêu Khái niệm mol: Mol lượng chất chứa 6,022 x 1023 khái niệm mol, trả lời câu hỏi số hạt vi mô (nguyên tử, phân tử,…) chất (SGK- 27) Câu hỏi 1(SGK-27) - HS thực yêu cầu - HS chia sẻ khái niệm, đáp án câu hỏi a) Số nguyên tử có mol nguyên tử nhôm (aluminium): số - GV chốt khái niệm, chiếu số hình × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1024 (nguyên tử) ảnh mol nguyên tử, phân tử, lưu ý b) Số nguyên tử có 1,5 mol nguyên tử để HS phân biệt mol nguyên tử carbon: mol phân tử Kết luận 1,5 × 6,022 × 1023 = 9,033 × 1023 (nguyên tử) Khái niệm mol: Mol lượng chất chứa 6,022 x 1023 hạt vi mô (nguyên tử, phân tử,…) chất Hoạt động GV - HS - Hằng số Avogadro (N): 6,022 x 1023 Luyện tập: - GV cho HS HĐ cặp đôi thực PHT số - HS thực nhiệm vụ - GV gọi HS báo cáo chia sẻ - GV nhận xét đánh giá hoạt động HS Dự kiến sản phẩm Luyện tập 1(SGK-28) - mol phân tử nước chứa số phân tử nước là: × 6,022 × 1023 = 1,8066 × 1024 (phân tử) - Cứ phân tử nước chứa nguyên tử hydrogen nguyên tử oxygen Vậy mol phân tử nước chứa: + Số nguyên tử hydrogen là: × 1,8066 × 1024 = 3,6132 × 1024 (nguyên tử) + Số nguyên tử oxygen là: × 1,8066 × 10 24 = 1,8066 × 1024 (ngun tử) Bài Ta có mol lượng chất có chứa NA (6,022 × 1023) nguyên tử phân tử chất Vậy: a) 0,25 mol ngun tử C có 0,25 × 6,022 × 10 23 = 1,5055 × 1023 nguyên tử C b) 0,002 mol phân tử I2 có 0,002 × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1021 phân tử I2 c) mol phân tử H2O có × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1024 phân tử H2O Bài 2: Ta có mol lượng chất có chứa N A (6,022 × 1023) nguyên tử phân tử chất Vậy: a) 0,25 mol ngun tử C có 0,25 × 6,022 × 1023 = 1,5055 × 1023 nguyên tử C b) 0,002 mol phân tử I2 có 0,002 × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1021 phân tử I2 c) mol phân tử H2O có × 6,022 × 1023 = 1,2044 × 1024 phân tử H2O Hoạt động 2.2: KHỐI LƯỢNG MOL (… phút) a) Mục tiêu: Tính khối lượng mol (M) b) Nội dung: HS đọc hiểu, quan sát hình ảnh trả lời câu hỏi, rút cách tính khối lượng mol nguyên tử, phân tử c, Sản phẩm: Câu trả lời HS, kết luận cách tính khối lượng mol d Cách thực hiện: Hoạt động GV - HS * GV giao nhiệm vụ học tập - Yêu cầu HS đọc ND II trả lời câu hỏi 2,3 (SGK – 28) Từ thảo luận cặp đơi rút cách tính khối lượng mol * HS thực nhiệm vụ - Học sinh hoạt động cá nhân hoàn thành câu hỏi - Học sinh thảo luận cặp đôi kết CH 1,2 rút kết luận * Báo cáo, thảo luận - GV gọi số HS đại diện báo cáo chia sẻ * Kết luận, nhận định - GV nhận xét phần thực nhiệm vụ HS, chốt kiến thức Kết luận - Khối lượng mol (M) chất khối lượng gam N nguyên tử phân tử chất - Đợn vị: gam/mol - Khối lượng mol phân tử chất có trị số với khối lượng phân tử chất tính theo đơn vị amu (GV gợi ý để HS nhà chứng minh KLM 1chất có trị số với KL phân tử theo đợn vụ amu: Ta có: amu = 1,6605 × 10-24 gam Với nguyên tử/ phân tử có khối lượng M (amu), ta có khối lượng mol nguyên tử/ phân tử là: M × 1,6605 × 10-24 × 6,022 × 1023 ≈ M (gam/ mol) Luyện tập: - GV cho HS hoạt động cặp đôi thực nhiệm vụ Luyện tập (SGK28) - HS thực nhiệm vụ - GV gọi đại diện trình bày, chia sẻ - GV nhận xét, đánh giá làm HS Dự kiến sản phẩm Câu hỏi (SGK – 28) - Khối lượng mol nguyên tử đồng 64 gam - Khối lượng mol phân tử sodium chloride 58,5 gam Câu hỏi (SGK – 28) Dựa vào bảng tuần hoàn: - Khối lượng mol nguyên tử hydrogen là: 1,008 gam/ mol - Khối lượng mol nguyên tử nitơ (nitrogen) là: 14,01 gam/ mol - Khối lượng mol nguyên tử magnesium là: 24,31 gam/ mol Luyện tập (SGK – 28): Áp dụng: Khối lượng mol phân tử chất có trị số với khối lượng phân tử chất tính theo đơn vị amu Vậy: Khối lượng mol phân tử khí oxygen là: 16 × = 32 (gam/ mol) Khối lượng mol phân tử khí carbon dioxide là: 12 + 16 × = 44 (gam/ mol) Hoạt động 2.3: CHUYỂN ĐỔI GIỮA SỐ MOL CHẤT VÀ KHỐI LƯỢNG (… phút) a) Mục tiêu: – Chuyển đổi số mol (n) khối lượng (m) b) Nội dung: GV cho HS đọc hiểu nội dung Ví dụ (SGK – 29), trao đổi, thảo luận rút công thức chuyển đổi, vận dụng vào giải tập c Sản phẩm: Công thức chuyển đổi, đáp án tập d Cách thực Hoạt động GV - HS * GV giao nhiệm vụ học tập - Yêu cầu HS đọc hiểu Ví dụ Dự kiến sản phẩm Công thức chuyển đổi số mol khối lượng: n (SGK – 29), rút công thức chuyển đổi m M n số mol chất, M khối lượng mol chất, m khối lượng chất * HS thực nhiệm vụ - Học sinh hoạt động cá nhân hoàn thành nhiệm vụ - Học sinh thảo luận cặp đôi kết * Báo cáo, thảo luận - GV gọi số HS đại diện báo cáo chia sẻ * Kết luận, nhận định - GV nhận xét phần thực nhiệm vụ HS, chốt kiến thức Kết luận Công thức chuyển đổi số mol khối lượng: n m M n số mol chất, M khối lượng mol chất, m khối lượng chất Luyện tập: - GV cho HS hoạt động cặp đôi thực nhiệm vụ Luyện tập (SGK- 29) - HS thực nhiệm vụ - GV gọi đại diện trình bày, chia sẻ - GV nhận xét, đánh giá Luyện tập (SGK-29) Chất (n) (mol) (M) (m) Cách tính (g/mol) (gam) Nhơm 0,2 27 5,4 mAl = 0,2 × 27 = 5,4 (gam) Nước 18 36 MH mH Khí oxygen 0,5 32 16 2O 2O MO =1×2+16=18(g/mol) =2×18=36(gam) =2×16=32(g/mol) Hoạt động GV - HS Dự kiến sản phẩm mO làm HS Khí nitơ 28 MN 28 =16/32=0,5(mol) =2×14=28(g/mol) mN Sodium chloride Mg 0,4 58,5 23,4 0,5 24 12 =2828=1(mol) MNaCl = 23 + 35,5 = 58,5(g/mol) mNaCl = 0,4 × 58,5 = 23,4(gam) MMg = 24 (gam/ mol) n Mg =12/24=0,5(mol) Hoạt động 2.4: THỂ TÍCH MOL CỦA CHẤT KHÍ, CHUYỂN ĐỔI GIỮA LƯỢNG CHẤT VÀ THỂ TÍCH CHẤT KHÍ (… phút) a) Mục tiêu: Nêu khái niệm thể tích mol chất khí điều kiện chuẩn áp suất bar n 250C Sử dụng công thức kiện chuẩn: áp suất bar 25 °C V 24,79 để chuyển đổi số mol thể tích chất khí điều b) Nội dung: HS quan sát hình 4.4 trả lời câu hỏi (sgk- 29) từ phát biểu khái niệm thể tích mol chất khí ĐKC, xác định công thức chuyển đổi n V chất khí ĐKC c Sản phẩm: Câu trả lời HS, PHT d Cách thực Hoạt động GV - HS * GV giao nhiệm vụ học tập - Yêu cầu HS quan sát hình 4.4 (SGK29) trả lời câu hỏi số - Phát biểu khái niệm thể tích mol chất khí ĐKC - Xác định cơng thức tính thể tích n mol khí ĐKC * HS thực nhiệm vụ - Học sinh hoạt động cá nhân hoàn thành nhiệm vụ * Báo cáo, thảo luận - GV gọi số HS đại diện báo cáo chia sẻ * Kết luận, nhận định - GV nhận xét phần thực nhiệm vụ HS, chốt kiến thức Kết luận - Khái niệm thể tích mol chất khí thể tích chiếm N nguyên tử phân tử chất khí Dự kiến sản phẩm Câu hỏi 4: Ở điều kiện chuẩn (áp suất bar nhiệt độ 25 oC), thể tích mol khí 24,79 lít Khái niệm thể tích mol chất khí thể tích chiếm N nguyên tử phân tử chất khí Ở điều kiện này, n mol khí chiếm thể tích là: V = 24,79.n (lit) n → V 24, 79 Hoạt động GV - HS Dự kiến sản phẩm - Ở ĐKC (1bar 25 C) thể tích mol chất khí 24,79 lit - Công thức chuyển đổi n (mol), V (lit) chất khí ĐKC V n 24, 79  n  V 24, 79 Luyện tập: - GV cho HS hoạt động cặp đôi làm PHT số - HS thực nhiệm vụ - GV gọi đại diện trình bày, chia sẻ - GV nhận xét, đánh giá làm HS Phiếu học tập số Câu 1: Ở 25 °C bar, 1,5 mol khí chiếm thể tích ? giải 1,5 mol khí điều kiện chiếm thể tích V = 1,5 × 24,79 = 37,185 lít Câu 2: Một hỗn hợp gồm mol khí oxygen với mol khí nitrogen Ở 25 °C bar, hỗn hợp khí tích ? giải Tổng số mol khí hỗn hợp là: + = (mol) mol hỗn hợp khí điều kiện chiếm thể tích: V = × 24,79 = 123,95 (lít) Câu 3: Tính số mol khí chứa bình tích 500 mililít 25 °C bar giải Đổi 500 mililít = 0,5 lít Số mol khí chứa bình tích 0,5 lít điều kiện chuẩn là: Áp dụng cơng thức: V = n × 24,79 n V 0,  0, 02 (mol) 24, 79 24, 79 Hoạt động 2.5: TỈ KHỐI CỦA CHẤT KHÍ (… phút) a) Mục tiêu: - Nêu khái niệm tỉ khối, viết cơng thức tính tỉ khối chất khí - So sánh chất khí nặng hay nhẹ chất khí khác dựa vào cơng thức tính tỉ khối b) Nội dung: GV cho HS đọc nội dung sách giáo khoa, trao đổi, thảo luận, thực PHT số c) Tổ chức thực hiện: d) Hoạt động GV - HS Sản phẩm * GV giao nhiệm vụ học tập - GV yêu cầu HS làm việc nhóm M CO = 12 + 16.2 = 44 (g.mol) cặp đôi làm PHT số Hoạt động GV - HS * HS thực nhiệm vụ - HS thực hoàn thành yêu cầu GV - GV quan sát, hỗ trợ nhóm cần thiết * Báo cáo, thảo luận - GV gọi HS đại diện nhóm trình bày - Nhóm khác nhận xét, bổ sung phần trình bày nhóm bạn * Kết luận, nhận định - GV nhận xét, chốt lại kiến thức Kết luận: Tỉ khối khí A khí B tỉ số khối lượng mol khí A khối lượng mol khí B - KH: dA/B - CT: dA/B = Sản phẩm M H = 1x2 = (g/mol) 2 Khối lượng mol CO2 lớn H2 M CO MH = 44 = 22 Tỉ khối cho biết khí nặng hay nhẹ khí khác lần dA/B = MA MB với MA khối lượng mol chất A, MB khối lượng mol chất B MA MB với MA, MB khối lượng mol chất A, B Hoạt động luyện tập (…… phút) a Mục tiêu: Phối hợp với thành viên nhóm giải vấn đề mà nhiệm vụ học tập đề Sáng tạo việc xây dựng thiết kế hoạt động luyện tập hoàn thành nội dung nhiệm vụ giao b Nội dung: HS thu nhận kiến thức, trả lời câu hỏi c Sản phẩm: Câu trả lời học sinh d Tổ chức thực hiện: Gv giao nhiệm vụ HS thảo luận nhóm làm PHT số c) Sản phẩm: Câu trả lời học sinh Trắc nghiệm: 1B, 2C, 3D, 4A, 5A Tự luận: Câu 1: Tính khối lượng mol chất X, biết 0,4 mol chất có khối lượng 23,4 gam Hướng dẫn giải Khối lượng mol chất X là: Áp dụng công thức: M m 23,  58, (g / mol) n 0, Câu 2: Tính số mol phân tử có gam nước, biết khối lượng mol nước 18 g/mol Hướng dẫn giải Số mol phân tử có gam nước là: Áp dụng công thức: M m m  n   0, (mol) n M 18 Câu 3: Calcium carbonate có cơng thức hố học CaCO3 a) Tính khối lượng phân tử calcium carbonate b) Tính khối lượng 0,2 mol calcium carbonate Hướng dẫn giải a) Khối lượng phân tử calcium carbonate: 40 + 12 + 16 × = 100 (amu) b) Khối lượng 0,2 mol calcium carbonate là: Áp dụng công thức: Hoạt động vận dụng (…… phút) a Mục tiêu: Vận dụng kiến thức giải tình thực tế b Nội dung: HS thu nhận kiến thức, trả lời câu hỏi c Sản phẩm: Câu trả lời học sinh d Tổ chức thực hiện: GV giao nhiệm vụ cho HS thực nhà Câu 1: a) Khí carbon dioxide (CO2) nặng hay nhẹ khơng khí lần ? b) Trong lịng hang sâu thường xảy q trình phân huỷ chất vơ hữu cơ, sinh khí carbon dioxide Hãy cho biết khí carbon dioxide tích tụ hang hay bị khơng khí đẩy bay lên Câu 2: a) Khí methane (CH4) nặng hay nhẹ khơng khí lần? b) Dưới đáy giếng thường xảy trình phân huỷ chất hữu cơ, sinh khí methane Hãy cho biết khí methane tích tụ đáy giếng hay bị khơng khí đẩy bay lên c) Sản phẩm: Câu trả lời HS có thể: Câu 1: a) Khí carbon dioxide (CO2) nặng hay nhẹ khơng khí lần ? b) Trong lịng hang sâu thường xảy q trình phân huỷ chất vơ hữu cơ, sinh khí carbon dioxide Hãy cho biết khí carbon dioxide tích tụ hang hay bị khơng khí đẩy bay lên Hướng dẫn giải a) Khối lượng phân tử CO2: 12 + 16 = 44 (amu) Tỉ khối khí carbon dioxide so với khơng khí: d CO / kk MCO 44   1, 52 M kk 29 Vậy khí carbon dioxide nặng khơng khí khoảng 1,52 lần b) Trong lịng hang sâu thường xảy q trình phân huỷ chất vơ hữu cơ, sinh khí carbon dioxide Do nặng khơng khí khoảng 1,52 lần nên khí carbon dioxide tích tụ hang Câu 2: a) Khí methane (CH4) nặng hay nhẹ khơng khí lần? b) Dưới đáy giếng thường xảy trình phân huỷ chất hữu cơ, sinh khí methane Hãy cho biết khí methane tích tụ đáy giếng hay bị khơng khí đẩy bay lên Hướng dẫn giải a) Khối lượng phân tử khí methane: 12 + = 16 (amu) Tỉ khối khí methane so với khơng khí: d CH / kk M CH 16   0, 55 M kk 29 Vậy khí methane nhẹ khơng khí khoảng 0,55 lần b) Dưới đáy giếng thường xảy trình phân huỷ chất hữu cơ, sinh khí methane Do nhẹ khơng khí nên khí methane khơng tích tụ đáy giếng mà bị khơng khí đẩy bay lên  Hướng dẫn tự học nhà (… phút) - HS nhà đọc trước, tìm hiểu nội dung liên quan đến 4: DUNG DỊCH VÀ NỒNG ĐỘ