Bài 44. Thuyết động học phân tử chất khí. Cấu tạo chất

Bài 44. Thuyết động học phân tử chất khí. Cấu tạo chất tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập...

Họ và tên: Lê Thanh Nhàn. Lớp lý 4. Bài: CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ. (Sgk cơ bản) I. Mục tiêu: 1. Kiến thức: - Hiểu được nội dung về cấu tạo chất đã học ở lớp 8. - Nêu được các nội dung cơ bản về thuyết động học phân tử chất khí. - Nêu được định nghiẽa của khí lý tưởng. 2. Kỹ năng: Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển động phân tử, tương tác phân tử đê giải thích các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ở thể rắn, lỏng, khí. II. Chuẩn bị: 1. Giáo viên: - Dụng cụ thí nghiệm. - Mô hình mô tả sự tồn tại lực hút và lực đẩy phân tử. 2. Học sinh: Ôn lại kiến thức đã học về cấu tạo chất ở trung học cơ sở. III. Tiến trình dạy học: * Đặt vấn đề: Hằng ngày chúng ta thường đi học bằng xe đạp, trước khi đi chúng ta thường phải bơm căng lốp xe. Tại sao chúng ta phải làm như vậy, dựa vào cơ sở nào để người ta có thể chế tạo ra lốp xe, xăm xe cho chúng ta sử dụng. Để hiểu được điều đó, chúng ta sẽ nghiên cứu bài “ Cấu tạo chất và thuyết động phân tử”. Hoạt động 1: (8’) Ôn tập về cấu tạo chất. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Các chất được cấu tạo từ đâu? Các phân tử chuyển động như thế nào? Mối quan hệ giữa nhiệt độ của vật và chuyển động của các phân tử cấu tạo nên vật? - Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử. Các phân tử chuyển động không ngừng; Các phân tử chuyển động cnàng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. Chúng ta đã biết vật chất được cấu tạo từ phân tử và các phân tử đó lại chuyển động không ngừng. Vậy thì tai sao một vật (hòn sỏi, cái bàn, cái ghế…) lại không bị rã ra thành từng phân tử riêng biệt, mà cứ giữ nguyên hình dạng và thể tích của chúng? Chúng ta sẽ nghiên cứu phần “Lực tương tác phân tử” để hiểu được lý do tại sao lại như vậy. Hoạt động 2: (10’) Tìm hiểu về lực tương tác phân tử. Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh - Hãy thử suy nghĩ xem lý do tại sao các vật có thể giử được hình dạng và thể tích - Các vật có thể giữ được hình dạng và thể tích của chúng là do giữa các của chúng mặc dù các phân tử cấu tạo nên chúng chuyển động không ngừng? - Bổ sung thêm: Khi khoảng cách giữa các phân tử nhỏ thì lực đẩy lớn hơn lực hút, khi khoảng cách giữa các phân tử lớn thì lực hút mạnh hơn lực đẩy. Khi khoảng cách giữa các phân tử rất lớn thì lực tương tác giữa chúng không đáng kể. - Cho học sinh thảo luận trả lời câu hỏi C 1 : Tại sao cho hai thỏi chì có đáy phẳng đã được mài nhẳn tiếp xúc với nhau thì chúng hút nhau? Tại sao hai mặt không được mài nhẳn thì lại không hút nhau? - Đưa ra mô hình lực tương tác phân tử: gồm hai quả cầu liên kết với nhau bở một lò xo ở giữa. - Cho học sinh thảo luận trả lời câu hỏi C 2 : Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho vào khuôn nén mạnh? Nếu bẻ thpt Các chất tồn thể nào? → Rắn, lỏng khí Các chất cấu tạo nào? → Các chất cấu tạo từ hạt riêng biệt gọi phân tử (hay nguyên tử) Các phân tử chuyển động nào? → Chuyển động hỗn độn không ngừng Chuyển động phân tử phụ thuộc vào nhiệt độ nào? → Nhiệt độ cao phân tử chuyển động nhanh thpt Tính chất chất khí Chất khí có tính chất: - Bành trướng - Dễ nén - Có khối lượng riêng nhỏ ( so với chất lỏng, chất rắn) Ví dụ: dAl = 2700 kg/m3 dH2O = 1000 kg/m3 dCl2 = 3,21 kg/m3 Cấu trúc chất khí - Mỗi chất khí tạo thành từ phân tử giống hệt - Mỗi phân tử gồm nhiều nguyên tử Phân tử gồm nguyên tử: He, Ar, Ne… Phân tử gồm hai nguyên tử: H2, O2, N2…… Phân tử gồm ba nguyên tử: H2O, N2O, SO2…… Lượng chất, Mol Mol đơn vị lượng chất chất a/ Định nghĩa - 1mol lượng chất có chứa số nguyên tử hay phân tử số nguyên tử chứa 12g cacbon → 1mol chất chứa 6,023.1023 hạt - Số A-vô-ga-đrô NA: Số hạt 1mol chất ( NA= 6,023.1023 hạt/mol) 3 Lượng chất, Mol Mol đơn vị lượng chất chất a/ Định nghĩa b/ Khối lượng mol µ (g/mol) Khối lượng mol chất khối lượng 1mol chất µ (g) m0 khối lượng 1nguyên tử (phân tử)m0 = NA → m0 = ? m ν: số mol chứa m(g) chất ν = (mol ) µ →ν = ? m N: số phân tử có m(g) chất N = ν N A = N A µ →N = ? Lượng chất, Mol Mol đơn vị lượng chất chất a/ Định nghĩa b/ Khối lượng mol µ (g/mol) c/ Thể tích mol V0 (l/mol) Thể tích mol chất đo thể tích mol chất Ở điều kiện tiêu chuẩn (00C, atm): V0 = 22,4 (l/mol) V Thể tích mol nguyên tử (phân tử) = ?0 NA Một vài lập luận để hiểu cấu trúc phân tử chất khí Các phân tử chất khí chuyển động hỗn loạn không ngừng → chuyển động Brao-nơ Quan sát nhận xét kích thước phân tử so với khoảng cách phân chúng  Kích thước tử nhỏ so với kích thước khoảng trống → coi phân tử chất điểm 5 Thuyết động học phân tử a) Chất khí gồm phân tử có kích thước nhỏ (có thể coi chất điểm) b) Các phân tử khí chuyển động hỗn loạn không ngừng Nhiệt độ cao vận tốc chuyển → Tại thời điểm, hướng động hỗn loạn lớn vận tốc phân tử phân bố không gian 5 Thuyết động học phân tử c) Khi chuyển động, phân tử khí va chạm tương tác với nhau; va chạm với thành bình → tạo nên lực đẩy vào thành bình → tạo áp suất chất khí lên thành bình 5 Thuyết động học phân tử  Theo quan điểm cấu trúc vĩ mô: Khí lý tưởng khí mà phân tử chất điểm, chuyển động hỗn loạn không ngừng tương tác với va chạm 6 Cấu tạo phân tử chất Chất cấu tạo từ phân tử ( nguyên tử) chuyển động nhiệt không ngừng Thể khí Thể lỏng Thể rắn Cấu tạo phân tử chất Chất Khoảng cách Lực tương tác Rắn Lỏng Rất nhỏ lớn Rất mạnh Mạnh Chuyển Dao động Dao động quanh động phân tử quanh VTCB VTCB di Cố định Hình dạng Thể tích Xác định Xác định chuyển Phụ thuộc bình chứa Phần bình chứa Khí Rất lớn Yếu Hỗn loạn Không xác định Không tích riêng Củng cố Chính xác Sai Câu Tìm câu sai Số A-vô-ga-đrô là: A Số phân tử (hay nguyên tử) có 22,4(lít) khí đktc B Số phân tử (hay nguyên tử) có mol khí C Số phân tử (hay nguyên tử) có đơn vị khối lượng khí D Số nguyên tử có 12g cacbon 12 Củng cố Chính xác Sai Câu Tính chất sau thuộc phân tử chất khí A Dao động quanh vị trí cân B Luôn tương tác với phân tử khác C Chuyển động nhanh nhiệt độ cao D Cả tính chất 1 NHIỆT HỌC Phần 2  CHẤT KHÍ  CƠ SỞ NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC  CHẤT RẮN & CHẤT LỎNG. Chương 5 2 CHẤT KHÍ  Cấu tạo chất  Thuyết động học phân tử chất khí  Khí lý tưởng  Các định luật chất khí  Phương trình trạng thái khí lý tưởng CẤU TẠO CHẤT THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ 3 BÀI 28 I. CẤU TẠO CHẤT: 4 Các chất tồn tại ở những thể nào? RẮN, LỎNG, KHÍ Các chất cấu taọ từ cái gì ? Các hạt phân tử, nguyên tử, riêng biệt. Các phân tử chuyển động như thế nào? Chuyển động hỗn lọan, không ngừng ??? Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật như thế nào? nhiệt độ của vật càng cao I. CẤU TẠO CHẤT: 5  Các phân tử chuyển động không ngừng  Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt là phân tử  Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao 1.Những điều đã học về cấu tạo chất: C1: Tại sao 2 thỏi chì đáy phẳng đã được mài nhẵn tiếp xúc với nhau thì chúng hút nhau? Tại sao 2 mặt không được mài nhẵn thì lại không hút nhau? 6 C2: Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho vào khuôn ép mạnh? Nếu bẻ đôi viên thuốc thì rồi dùng tay ép sát 2 mảnh lại thì 2 mảnh không thể dính liền với nhau Tại sao ??? 2. Lực tương tác giữa các phân tử: 7  Lực hút phân tử:  Lực đẩy phân tử: Sự phụ thuộc của lực hút, lực đẩy vào khoảng cách: 8  Khoảng cách nhỏ thì lực đẩy lực hút  Khoảng cách rất lớn thì: lực đẩy mạnh hơn  Khoảng cách lớn thì lực hút. lực tương tác không đáng kể mạnh hơn C1: Tại sao 2 thỏi chì đáy phẳng đã được mài nhẵn tiếp xúc với nhau thì chúng hút nhau? Tại sao 2 mặt không được mài nhẵn thì lại không hút nhau? 9 Trả lời: Vì khoảng cách giữa các phân tử lớn nên các phân tử hút nhau Vì khoảng cách giữa các phân tử rất lớn nên các phân tử không hút nhau 10 Trả lời: C2: Tại sao có thể sản xuất thuốc viên bằng cách nghiền nhỏ dược phẩm rồi cho vào khuôn ép mạnh? Nếu bẻ đôi viên thuốc thì rồi dùng tay ép sát 2 mảnh lại thì 2 mảnh không thể dính liền với nhau Vì khoảng cách giữa các phân tử lớn nên các phân tử hút nhau Vì khoảng cách giữa các phân tử rất lớn nên các phân tử không hút nhau [...]... Các phân tử chuyển động có va chạm vào thành bình không? 12 Va chạmvào thành bình gây ra áp suất II Thuyết động học phân tử: 1.Nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử:  Chất khí được cấu tạo từ các phân tử có kích thước rất nhỏ so với khoảng cách giữa chúng   13 Các phân tử khí chuyển động không ngừng; chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao Khi chuyển động hỗn lọan các phân tử khí. .. Các thể rắn lỏng khí: RẮN LỰC PHẦN HAI: NHIỆT HỌC CHƯƠNG VI: CHẤT KHÍ Bài 44. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ - CẤU TẠO CHẤT I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Có khái niệm về chất; hiểu rõ ràng và chính xác khái niệm số mol, số Avogadro, có thể tính toán ra một số hệ quả trực tiếp. - Nắm được nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử về chất khí và sơ lược về chất lỏng và chất rắn. 2. Kỹ năng: - Biết tính toán một số đại lượng của chất khí: số mol, số phân tử, khối lượng,… - Giải thích được các tính chất của chất khí. II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: - Dụng cụ thí nghiệm như hình 44.4. - Hình vẽ 44.2. 2. Học sinh: Ôn các kiến thức về cấu tạo chất đã học ở lớp 8. 3. Gợi ý ứng dụng CNTT: Đây là một bài học có nhiều thuận lợi để ứng dụng CNTT. Giáo viên có thể sưu tầm các đoạn phim về chuyển động Brown, minh họa các tính chất của chất khí, hoặc mô phỏng chuyển động của các phân tử bằng Flash, … III. 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 - Đặt câu hỏi về cấu tạo của các chất - Nhận xét câu trả lời của HS. - Trình bày kiến thức về cấu tạo chất đã biết ở lớp 8. - Nhận xét câu trả lời của bạn. Hoạt động 2: Tính chất của chất khí và một số khái niệm cơ bản Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Yêu cầu HS đọc SGK để tìm hiểu tính chất và cấu trúc của chất khí. - Yêu cầu HS so sánh với chất lỏng. - Yêu cầu HS đọc sách tìm hiểu khái niệm mol, khối lượng mol, thể tích mol. - Hướng dẫn HS suy ra công thức tính khối lượng một phân tử, số mol và số phân tử chứa trong khối lượng m của một chất. - Nêu và hướng dẫn HS làm một số bài tập đơn giản tính số mol, số nguyên tử,… trả lời - Đọc phần 1 và 2 SGK tìm hiểu tính chất và cấu trúc của chất khí. - So sánh với chất lỏng. - Đọc phần 3 SGK tìm hiểu các khái niệm mol, khối lượng mol, thể tích mol. - Suy luận ra công thức tính khối lượng một phân tử, số mol và số phân tử chứa trong khối lượng m của một chất. - Làm bài tập, trả lời câu hỏi, trình bày đáp án. 1. Tính chất của chất khí - Bành trướng: chiếm toàn bộ thể tích của bình chứa. Do tính chất này mà hình dạng và thể tích của một lượng khí là hình dạng và thể tích của bình chứa nó. - Dễ nén. - Có khối lượng riêng nhỏ so với chất lỏng và chất rắn. 2. Cấu trúc của chất khí Mỗi chất khí được tạo thành từ các phân tử giống hệt nhau. Mỗi phân tử có thể bao gồm một hay nhiều nguyên tử. 3. Các khái niệm cơ bản a. Mol: 1 mol là lượng chất trong đó có chứa một số phân tử hay nguyên tử bằng câu hỏi C1. - Nhận xét bài giải của bạn. số nguyên tử chứa trong 12 gam Cacbon 12. b. Số Avogadro: Số nguyên tử hay phân tử chứa trong 1 mol của mọi chất đều bằng nhau và gọi là số Avogadro N A N A = 6,02.10 23 mol -1 c. Khối lượng mol: Khối lượng mol của một chất (ký hiệu µ) được đo bằng khối lượng của một mol chất ấy. d. Thể tích mol: Thể tích mol của một chất được đo bằng thể tích của một mol chất ấy. Ở điều kiện chuẩn (0 o C, 1atm), thể tích mol của mọi chất khí đều bằng 22,4 lít/mol hay 0,0224 m 3 /mol. Hoạt động 3: Thuyết động học phân tử chất khí và các chất Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Bài ghi của HS - Yêu cầu HS đọc phần 4 SGK và trình bày tóm tắt các lập luận theo cách hiểu của mình. - Yêu cầu HS đọc phần 5 SGK và trình bày tóm tắt những nội dung cơ bản của thuyết động học phân tử chất khí. - Yêu cầu HS đọc phần 6 SGK và đặt các câu hỏi để HS trình bày cấu tạo phân tử của các chất. - Nhận xét câu trả lời của HS. - Đọc, hiểu và Thuyết động học phân tử. Cấu tạo chất  Nội dung. I. IV.Một vài lập luận để hiểu cấu trúc phân tử. III.Lượng chất, mol. II. Cấu trúc của chất khí. I. Tính chất của chất khí V. Thuyết động học phân tử VI. Cấu tạo phân tử của chất. [...]...VI .Cấu tạo phân tử của chất • Đặc tính • • Chất • Chất rắn • Chất lỏng Lực tương tác phân tử Mạnh Yếu Các phân tử chỉ dao • Chuyển động nhiệt của phân tử động xung quanh vị trí cân bằng (cố định) • Các phân tử chỉ dao động quanh vị trí cân bằng (Có thể đổi chỗ) • Chất khí Rất yếu Các phân tử chuyển động hỗn loạn về mọi phía Thể tích xác định, Thể tích,... định, Thể tích, hình dạng Hoàn toàn xác định Chiếm toàn bộ thể tích hình dạng bình chứa bình chứa VII Củng cố Câu 1: Chọn đáp án đúng nhất: “Khối lượng khí Heli chứa trong bình kín có N=3,01.10 23 phân tử Heli là”: A 2gam B 5gam C 3gam D 4gam Câu 2 Chọn đáp án đúng nhất “ Ở điều kiện chuẩn(nhiệt độ khí 0oC và áp suất trong bình chứa là 1atm) 100gam khí Heli có thể tích là bao nhiêu lít” A 120 lítHọ và tên: Nguyễn Thị Hánh Lớp: Lý AK44 PHẦN 2: NHIỆT HỌC CHƯƠNG 5: CHẤT KHÍ BÀI 28: CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ. I. Mục tiêu 1. Về kiến thức • Nêu được nội dung cơ bản về cấu tạo chất • So sánh được các thể khí, lỏng, rắn về các mặt: loại nguyên tử, phân tử tương tác nguyên tử và chuyển động nhiệt. • Phát biểu được các nội dung cơ bản về thuyết động học phân tử chất khí. • Định nghĩa được khí lí tưởng là gì. 2. Về kĩ năng • Vận dụng được các đặc điểm về khoảng cách giữa các phân tử, về chuyển động phân tử, tương tác phân tử để giải thích các đặc điểm về thể tích và hình dạng của vật chất ở thể khí, thể lỏng và thể rắn. • Giải thích được một số hiện tượng trong cuộc sống. II. Chuẩn bị 1.Giáo viên: • Bài giảng điện tử. • Các mô phỏng liên quan 2.Học sinh: • Ôn lại kiến thức về cấu tạo chất đã được học ở THCS. 1 III. Thiết kế hoạt động dạy học Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh Nội dung ghi bảng Hoạt động 1:(5ph)Ổn định lớp,Đặt vấn đề +Ổn định lớp +Đặt vấn đề: Trong cuộc sống có nhiều hiện tượng liên quan đến chuyển động và tương tác của các phân tử. Nhiệt học là một trong những bộ phận của Vật lí học có nhiệm vụ nghiên cứu các hiện tượng này. +Chương 5: Chất khí: Chương này chúng ta sẽ nghiên cứu tính chất của chất khí và các quá trình biến đổi trạng thái của chất khí. +Đặt vấn đề: Vật chất thông thường tồn tại dưới những trạng thái nào? Những trạng thái đó có những đặc điểm gì để ta phân biệt? Giữa chúng có mối liên hệ hay biến đổi qua lại gì không? Đó là những vấn đề mà ta nghiên cứu trong bài học ngày hôm nay. Bài 28: Cấu tạo chất. Thuyết động học phân tử chất khí. +Lắng nghe nhận thức vấn đề của bài học. PHẦN 2: NHIỆT HỌC CHƯƠNG 5: CHẤT KHÍ BÀI 28: CẤU TẠO CHẤT. THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ CHẤT KHÍ. 2 +Cho học sinh quan sát hình ảnh 28.1 SGK. O: Em hãy cho biết thể tích và hình dạng của chúng như thế nào? + Nhận xét O: Tại sao nước đá, nước và hơi nước đều được cấu tạo từ cùng một loại phân tử là nước. Nhưng tại sao nước đá lại có thể tích và hình dạng riêng, nước có thể tích riêng nhưng hình dạng lại là hình dạng của bình chứa, còn hơi nước thì không có cả thể tích riêng lẫn hình dạng riêng? Hoạt động 2:(7ph)Ôn lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất O: Nhắc lại những kiến thức đã học về cấu tạo chất? + Nhận xét, kết luận +Quan sát hình ảnh +Trả lời câu hỏi +Lắng nghe nhận thức vấn đề.Nhận thấy xuất hiện mâu thuẫn nhưng chưa giải thích được. +Học sinh nhắc lại + Ghi nhớ. I.Cấu tạo chất 1. Những điều đã học về cấu tạo chất + Các chất được cấu tạo từ các hạt riêng biệt gọi là phân tử. Giữa các phân tử có khoảng cách. +Các phân tử 3 Hoạt động 3:(10ph) Tìm hiểu về lực tương tác phân tử +Ở trên chúng ta vừa kết luận các phân tử chuyển động không ngừng. Vậy tại sao các vật lại giữ được hình dạng và kích thước dù các phân tử cấu tạo nên vật luôn chuyển động? Để giải quyết mâu thuẫn này chúng ta sang phần 2. Lực tương tác phân tử. O: Ta thấy viên phấn hay cái bút có hình dạng xác định. Vậy lực nào giúp chúng không bị rã ra? +Chính lực liên kết, lực hút gữa các phân tử đã giúp viên phấn không bị rã ra thành các phần tử riêng biệt. O: Vậy tại sao khi nén chất +Học sinh trả lời: lực liên kết phân tử hay lực hút. + Lắng nghe, ghi nhớ. +Học sinh trả lời; Lực chuyển động không ngừng. +Các phân tử chuyển động càng nhanh thì nhiệt độ của vật càng cao. 2. Lực tương tác phân tử 4 chất lỏng, hay dát mỏng vật rắn lại khó khăn? Có lực nào đã xuất hiện? +Kết luận: Các vật có thể giữ được hình dạng và thể tích của chúng là do giữa các phân tử cấu tạo nên vật đồng thời có lực hút và lực đẩy. Lực này được gọi là lực tương tác phân tử. O: Độ lớn của lực này phụ thuộc vào những yếu tố nào? ( Chiếu mô hình ) + Kết luận: Độ lớn của lực này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các phân tử. + Cho học sinh quan sát mô hình lò ... ngừng tương tác với va chạm 6 Cấu tạo phân tử chất Chất cấu tạo từ phân tử ( nguyên tử) chuyển động nhiệt không ngừng Thể khí Thể lỏng Thể rắn Cấu tạo phân tử chất Chất Khoảng cách Lực tương tác... phân chúng  Kích thước tử nhỏ so với kích thước khoảng trống → coi phân tử chất điểm 5 Thuyết động học phân tử a) Chất khí gồm phân tử có kích thước nhỏ (có thể coi chất điểm) b) Các phân tử. ..Các chất tồn thể nào? → Rắn, lỏng khí Các chất cấu tạo nào? → Các chất cấu tạo từ hạt riêng biệt gọi phân tử (hay nguyên tử) Các phân tử chuyển động nào? → Chuyển động hỗn độn không