Bài 48. Phương trình Cla-pê-rôn - Men-đê-lê-ép

Bài 48: PHƯƠNG TRÌNH CLA-PÊ-RÔN-MEN-ĐÊ-LÊ-ÉP. 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Nắm được cách tính hằngtrong vế phải của phương trình trạng thái, từ đó dẫn đến phương trình Cla-pê-rôn-Men-đe- le –ép. - Biết vận dụng phương trình Cla-pê –rôn-Men-đe-le-ép để giải bài toán đơn giản. - Có sự thận trọng trong việc dùng đơn vị khi gặp một phương trình chứa nhiều đại lượng vật lí khác nhau. 1.2. Kĩ năng: - Tính toán biểu thức với con số phức tạp. - Biết cách xác định đơn vị các đại lượng trong phương trình. -Vận dụng phương trình giải các bài tập liên quan. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dungcâu 1-2 SGK. - Cách xây dựng phương trình. 2.2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về Mol. - Ôn lại các định luật, phương trình trạng thái. 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT. - GV có thể biên soạn câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiểm tra bài cũ và vận dụng củng cố. - Mô phỏng thiết lập phương trình. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết biểu thức phương trình trạnh thái? - Phát biểu định luật Gay- luy-Xác? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. -Yêu cầu HS trả lời. - Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 2 ( phút):Thiết lập phương trình. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK, phần 1. - Tìm hiểu điều kiện chuẩn. - Tính R và biểu thức của phương trình (48.2). - Chú ý đơn vị của biểu thức. - Cho HS đọc SGK. - Gợi ý:với hai lượng khí khác nhau cùng điều kiện P,V,T thì như thế nào? - Hướng dẫn tìmhiểu đièu kiện chuẩn tìm hằng số R. Chú ý đơn vị. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng,củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Trình bày phương án giải. - Nhận xét lời giải của bạn. - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-2 SGK. -Yêu cầu HS làm bài tập SGK phần 2. - Nêu câu hỏi. - Đánh giá kết quả giờ dạy. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM BI 48: PHNG TRèNH CLA-PấRễN MEN- ấ- Lấ ẫP I.thit lp phng trỡnh Xột mt lng khớ lý tng cú lng m.khi lng mt mol (),s mol cha lng khớ l =m/ C1 xỏc nh thụng s trng thỏi ktc ? Po=1atm =1,013.105 pa To=273k (t0=00 C) Vo= 22.4(l/mol) = 0,0224(m /mol) C2 tớnh hng s c,ta phi ỏp dng phng trỡnh no ? C=PV/T=P0V0/T0= 1,013.10 0,0224/27 C= t R=8,31 PV/T = C = 8,31 C= R R = mR/ PV=mRT/ C3 n v ca i lng R l gỡ ? R=Pa.m3/K.mol =N.m/K.mol =J/K.mol II.Vn dng : Bi 1: Một bỡnh cha cú dung tớch 20lớt cha khớ ụxy 17oC v ỏp sut 1,03.107Pa.bit lng mol ca ụ xy l 0,032kg/mol a lng khớ ụ xy bỡnh l: A) 0,0274 (kg) B) 0,274 (kg) C) 2,74 (kg) D) 27,4 (kg) C b Khi mt na lng khớ trờn ó ợc dựng v nhit ca khớ bỡnh cũn li l 13oc p sut ca khớ bỡnh lỳc ú l: A) 5,08.103 (Pa) B) 5,08.104 (Pa) C) 5,08.105 (Pa) D) 5,08.106 (Pa) D Bi Tỡm s ph thuc ca ỏp sut P ca cht khớ vo s phõn t khớ n cú mt n v th tớch (mt phõn t khớ ) P= RT/V = N RT/V.N A t k=R/NA=1,38.10-23J/K P=nkT k số Bôn-xơ-man A =N.RT/V.NA Bài 3: Một bình dung tích 10 lít chứa 30 g khí CO2 nhiệt độ 120C áp suất khí bình là: A 0,161.105 Pa C 16,1.105 Pa B 1,61 105 Pa D.161 105 Pa B Bài 4: Biết khối lợng Mol không khí 29g/mol Khối lợng riêng không khí áp suất 1,013.105 Pa nhiệt độ 300C là: A) 1,17 kg/m3 B) 11,7 kg/m3 C) 1,17 g/m3 D) 11,7 g/m3 A Bài 5: Một lợng khí có khối lợng 3,30 g chứa bình có dung tích 40 lít nhịêt độ 230C Khối lợng mol khí là: A) 0,203 g/mol B) 2,03 g/mol C) 20,3 g/mol D) 203 g/mol B Bài Một bình chứa khí H2 tích 10 lít, nhiệt độ 70C áp suất 50 atm Khi nung nóng bình, bình hở nên có phần khí H2 thoát bình Phần khí lại bình có nhiệt độ 170C áp suất nh cũ, biết H2 = 2g/mol Khối l ợng khí H2 thoát bình là: ) m = 147 g C) m = 1,47 g B) m = 14,7 g D) m = 0,147g C Bài 48. PHƯƠNG TRÌNH CLAPEYRON – MENDELEEV I. MỤC TIÊU 1.Kiến thức - Nắm được cách tính hằng số bên vế phải của phương trình trạng thái, từ đó thu được phương trình Clapeyron – Mendeleev. 2. Kỹ năng - Tính toán với các biểu thức tương đối phức tạp. - Vận dụng phương trình Clapeyron – Mendeleev để giải bài tập. B. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên 2. Học sinh - Ôn lại các khái niệm lượng chất và mol đã học ở bài đầu chương. - Ôn lại ba định luật về khí lý tưởng, phương trình trạng thái. C. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Yêu cầu HS viết phương trình trạng thái và từ đó suy ra các định luật về khí lý tưởng. - Nhận xét câu trả lời của HS. - Viết PTTT và áp dụng cho các đẳng quá trình. - Nhận xét câu trả lời của bạn. Hoạt động 2:Thiết lập phương trình Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Đặt vấn đề: Phương trình trạng thái cho biết sự phụ thuộc 1. Thiết lập phương trình Xét một khối khí có khối lượng m và khối lượng mol µ. Khi đó, lẫn nhau giữa ba thông số trạng thái của khí lý tưởng: p, V, T. Hằng số ở vế phải của phương trình phụ thuộc vào khối lượng (hay số mol) của chất khí. Ta sẽ xác định hằng số này để tìm mối liên quan giữa p, V, T với khối lượng (số mol) khí. - Hướng dẫn HS xác định hằng số ở vế phải của PTTT, xác định hằng số R. Từ đó viết thành phương trình Clapeyron – Mendeleev. - Chú ý học sinh về đơn vị của các đại lượng trong biểu thức. - Tiến hành theo hướng dẫn của GV để tìm ra pt Clapeyron - Mendeleev. số mol khí là:   m  Nếu xét trong điều kiện chuẩn (áp suất p 0 = 1atm = 1,013.10 5 Pa và nhiệt độ T 0 = 273K) thì thể tích lượng khí trên là:     molmmollV /0224,0/4,22 3 0   Thay p 0 , T 0 và V 0 vào phương trình trạng thái, ta tính được ằhng số C ở vế phải ứng với lượng khí đang xét: R T Vp C   273 0224,0.10.013,1 5 0 00 Trong đó:      mol m K Pa R 3 5 31,8 273 0224,0.10.013,1 Chú ý: Pa.m 3 = (N/m 2 ).m 3 = N.m = J Vậy: R = 8,31 J/mol.K R có cùng giá trị với mọi chất khí và được gọi là hằng số chất khí. Thay RC   vào vế phải của PTTT: RT m RTpV    PT này gọi là phương trình Clapeyron – Mendeleev. Hoạt động 3: Vận dụng, củng cố Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Hướng dẫn HS làm bài tập vận dung trong SGK. - Đặt câu hỏi vận dụng - Làm bài tập vận dụng và trả lời câu hỏi. 2. Bài tập vận dụng (giải các bài tập vận dụng trong SGK vào vở) kiến thức của bài học. Hoạt động 4: Hướng dẫn làm việc ở nhà Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu HS ôn lại các bài đã học trong chương để chuẩn bị cho tiết bài tập. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Chuẩn bị bài sau. Hoạt động 2 ( phút ): BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT BEC-NU-LI Hoạt động của học sinh Hoạt động của giáo viên Nội dung Bài 3/205 SGK S đm = 3cm 2 v đm = 30cm/s S mm = 3.10 –7 cm 2 v mm = 0,05cm/s Tìm số mao mạch? Bài tập 2 (vận dụng định luật Bec-nu-li) Gọi HS tóm tắt và giải bài toán - Lưu lượng máu đưa từ tim ra A = v đm .S đm = 30.3 = 90cm 3 /s - Lưu lượng máu trong mỗi mao mạch A’ = v mm .S mm = 0,05. 3.10 –7 A’ = 15.10 –9 cm 3 /s - Ta biết máu từ tim ra sẽ chảy vào trong các mao mạch nên A = n.A’ (n : số lượng mao mạch)  10.6 10.15 90 A' A n 9 9   (mao mạch) Bài 4/205 SGK Bài tập 3 Trong ống dòng, tốc độ chất lỏng Tại S 1 = S có v 1 = 2m/s p 1 = 8.10 4 Pa Tại S 2 = S/4 thì có v 2 và p 2 bao nhiêu? Gọi HS tóm tắt và giải bài toán tỉ lệ nghịch với tiết diện ống nên tại nơi có tiết diện S 2 , tốc độ nước sẽ là v 2 Bài 48: PHƯƠNG TRÌNH CLA-PÊ-RÔN-MEN-ĐÊ-LÊ-ÉP. 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Nắm được cách tính hằngtrong vế phải của phương trình trạng thái, từ đó dẫn đến phương trình Cla-pê-rôn-Men-đe- le –ép. - Biết vận dụng phương trình Cla-pê –rôn-Men-đe-le-ép để giải bài toán đơn giản. - Có sự thận trọng trong việc dùng đơn vị khi gặp một phương trình chứa nhiều đại lượng vật lí khác nhau. 1.2. Kĩ năng: - Tính toán biểu thức với con số phức tạp. - Biết cách xác định đơn vị các đại lượng trong phương trình. -Vận dụng phương trình giải các bài tập liên quan. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dungcâu 1-2 SGK. - Cách xây dựng phương trình. 2.2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về Mol. - Ôn lại các định luật, phương trình trạng thái. 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT. - GV có thể biên soạn câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiểm tra bài cũ và vận dụng củng cố. - Mô phỏng thiết lập phương trình. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết biểu thức phương trình trạnh thái? - Phát biểu định luật Gay- luy-Xác? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. -Yêu cầu HS trả lời. - Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 2 ( phút):Thiết lập phương trình. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK, phần 1. - Tìm hiểu điều kiện chuẩn. - Tính R và biểu thức của phương trình (48.2). - Chú ý đơn vị của biểu thức. - Cho HS đọc SGK. - Gợi ý:với hai lượng khí khác nhau cùng điều kiện P,V,T thì như thế nào? - Hướng dẫn tìmhiểu đièu kiện chuẩn tìm hằng số R. Chú ý đơn vị. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng,củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Trình bày phương án giải. - Nhận xét lời giải của bạn. - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-2 SGK. -Yêu cầu HS làm bài tập SGK phần 2. - Nêu câu hỏi. - Đánh giá kết quả giờ dạy. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM Bài 48: PHƯƠNG TRÌNH CLA-PÊ-RÔN-MEN-ĐÊ-LÊ-ÉP. 1. MỤC TIÊU 1.1. Kiến thức: - Nắm được cách tính hằngtrong vế phải của phương trình trạng thái, từ đó dẫn đến phương trình Cla-pê-rôn-Men-đe- le –ép. - Biết vận dụng phương trình Cla-pê –rôn-Men-đe-le-ép để giải bài toán đơn giản. - Có sự thận trọng trong việc dùng đơn vị khi gặp một phương trình chứa nhiều đại lượng vật lí khác nhau. 1.2. Kĩ năng: - Tính toán biểu thức với con số phức tạp. - Biết cách xác định đơn vị các đại lượng trong phương trình. -Vận dụng phương trình giải các bài tập liên quan. 2. CHUẨN BỊ 2.1. Giáo viên: - Biên soạn câu hỏi trắc nghiệm theo nội dungcâu 1-2 SGK. - Cách xây dựng phương trình. 2.2. Học sinh: - Ôn lại kiến thức về Mol. - Ôn lại các định luật, phương trình trạng thái. 2.3.Gợi ý ứng dụng CNTT. - GV có thể biên soạn câu hỏi trắc nghiệm cho phần kiểm tra bài cũ và vận dụng củng cố. - Mô phỏng thiết lập phương trình. 3. TIẾN TRÌNH DẠY, HỌC Hoạt động 1 ( phút): Kiểm tra bài cũ. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Viết biểu thức phương trình trạnh thái? - Phát biểu định luật Gay- luy-Xác? - Nhận xét câu trả lời của bạn. - Nêu câu hỏi. -Yêu cầu HS trả lời. - Nhận xét câu trả lời. Hoạt động 2 ( phút):Thiết lập phương trình. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Đọc SGK, phần 1. - Tìm hiểu điều kiện chuẩn. - Tính R và biểu thức của phương trình (48.2). - Chú ý đơn vị của biểu thức. - Cho HS đọc SGK. - Gợi ý:với hai lượng khí khác nhau cùng điều kiện P,V,T thì như thế nào? - Hướng dẫn tìmhiểu đièu kiện chuẩn tìm hằng số R. Chú ý đơn vị. Hoạt động 3 ( phút): Vận dụng,củng cố. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Làm bài tập phần 2 SGK. - Trình bày phương án giải. - Nhận xét lời giải của bạn. - Trả lời các câu hỏi trắc nghiệm theo nội dung câu 1-2 SGK. -Yêu cầu HS làm bài tập SGK phần 2. - Nêu câu hỏi. - Đánh giá kết quả giờ dạy. Hoạt động 4 ( phút): Hướng dẫn về nhà. Hoạt động của Học sinh Trợ giúp của Giáo viên - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Những chuẩn bị cho bài sau. - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. 4. RÚT KINH NGHIỆM GIÁO ÁN ĐIỆN TỬ Bài KIẾN THỨC CŨ: -PHƯƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI KHÍ LÝ TƯỞNG. - ĐỊNH LUẬT GAY LUYXAC: BIỂU THỨC – ĐỊNH LUẬT. Chọn câu đúng: ĐỐI VỚI MỘT LƯNG KHÍ XÁC ĐỊNH THÌ QUÁ TRÌNH NÀO LÀ ĐẲNG ÁP? A. Nhiệt độ không đổi, thể tích tăng. B. Nhiệt độ không đổi, thể tích giảm. C. Nhiệt độ tăng, thể tích tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ. D. Nhiệt độ giảm, thể tích tăng tỉ lệ nghòch với nhòêt độ . I. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH: - Xét một khối khí có khối lượng m (kg, g, ), khối lượng mol là ( / , g/mol, ).kg mol µ - Số mol khí : =? ν Số mol khí : m = ν µ ⇒ - Đặt lượng khí trong điều kiện tiêu chuẩn : ( ) 5 5 2 0 + Áp suất = 1atm =1,013.10 Pa=1,013.10 N/m . + Nhiệt độ =273 K T =0 p C . ?= 0 - Thể tích V .22,4 /l mol ν ⇒ =Thể tích V .0,0224 / .mol ν = 3 m Áp dụng phương trình trạng thái cho khối lượng ta xét: pV T C= 5 3 3 1,013.10 .0,0224 C= . .8,31 . 273 Pa m Pa m K mol K mol ν ν     ⇔ =  ÷  ÷     ( ) 3 3 2 N Pa.m . . m m N m J jun= = = - Đặt : hằng số chung cR= ủ8,31 J/mol a cá.K c khí. C= R ν ⇒ phương trình trạng m pV= thá RT : RT=i ν µ ⇒ I. THIẾT LẬP PHƯƠNG TRÌNH: Số mol khí : m = ν µ - Đặt lượng khí trong điều kiện tiêu chuẩn : ( ) 5 5 2 0 + Áp suất = 1atm =1,013.10 Pa=1,013.10 N/m . + Nhiệt độ =273 K T =0 p C . .22,4 /l mol ν ⇒ =Thể tích V .0,0224 / .mol ν = 3 m Áp dụng phương trình trạng thái cho khối lượng ta xét: - Đặt : hằng số chung cR= ủ8,31 J/mol a cá.K c khí. C= R ν ⇒ phương trình trạng m pV= thá RT : RT=i ν µ ⇒ PHƯƠNG TRÌNH MENĐÊLÊEP-CLAPÊRÔN pV T C= ν µ m pV= RT= RT II. BÀI TẬP VẬN DỤNG: .C µ 0 Một khí cầu chứa khí hydro ( =2g/mol) có thể tích 200 l ở 27 Biết áp suất khí quyển ở mặt đất là 100 kPa. Tính khối lượng khí trong khí cầu tại mặt Bà đ i 1: ất. . l Pa µ ⇔ ⇒ 5 0 V=200 p=100kPa p =10 t=27 C T=(273+ Tóm t 27)K =2g/mol m ắt . : = ? 5 10 .0,2 2. 16 8,31.300 g µ µ ⇒ = = Phương trình Menđêlêep-Clapêrôn: pV= RT pV = RT Khối lượng khí trong khí cầu l Giải à : m m 16g. II. BÀI TẬP VẬN DỤNG: Tìm sự phụ thuộc của áp suất p của chất khí vào số phân tử khí n có trong đơn vò thể tích (mật độ phân tử Bài k 2: hí). - Xét mol khí chứa N phân tử có thể tích V ở áp suất p và nhiệt độ T, ta có: pV= RT Giả p= i: V RT ν ν ν ⇒ A A N N tacó V V n N N n ν ν ν  ⇒   ⇒ =  = =⇒    A N mật độ phân tử n= V số phân tử N= N A R p = nSuy ra .: N .T 23 23 A R 8,31 - Đặt k= 1,38.10 / N 6,02.10 : hằng số Bônxơman. J K k − = = p = nkT⇒ CỦNG CỐ: - PHƯƠNG TRÌNH MENĐÊLÊEP-CLAPÊRÔN . - GIẢI THÍCH TỪNG ĐẠI LƯNG ν µ m pV= RT= RT ( ) 2 3 3 p : áp suất Pa, N/m V : thể tích (m , cm , ) trong đó : T : nhiệt độ (K). R=8,31 (J/mol.K)        CỦNG CỐ: - - CHỌN CÂU ĐÚNG: Hằng số chung R của các khí có giá trò bằng : .C 0 A. Tích của áp suất và thể tích của một mol khí ở O .C 0 B. Tích của áp suất và thể tích chia cho số mol khí ở O C. Tích của áp suất và thể tích của một mol khí ở nhiệt độ bất kỳ chia cho nhiệt độ đó. . D. Tích của áp suất và thể tích của một mol khí ở nhiệt độ bất kỳ BÀI TẬP : 1, 2, 3 Trang 190 SGK ... k=R/NA=1,38.1 0-2 3J/K P=nkT k số Bôn-xơ-man A =N.RT/V.NA Bài 3: Một bình dung tích 10 lít chứa 30 g khí CO2 nhiệt độ 120C áp suất khí bình là: A 0,161.105 Pa C 16,1.105 Pa B 1,61 105 Pa D.161 105 Pa B Bài. .. 11,7 g/m3 A Bài 5: Một lợng khí có khối lợng 3,30 g chứa bình có dung tích 40 lít nhịêt độ 230C Khối lợng mol khí là: A) 0,203 g/mol B) 2,03 g/mol C) 20,3 g/mol D) 203 g/mol B Bài Một bình chứa