气体摩尔体积教案设计_教学设计-查字典化学网

第二节气体摩尔体积

从容说课

本节教材首先介绍气态物质的体积与外界温度、压强之间的关系，在物质的量概念的基础上，讲解气体摩尔体积的概念。这是以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算，以及学习化学反应速率和化学平衡的必要的基础知识。因此，教材在内容处理上采用了对比法和事实出发的方法，引导学生深入地理解气体摩尔体积的概念，明确22.4L•mol-1是气体摩尔体积的特例。

本节课采用对比引入，通过比较1 mol固、液、气体的体积，引导学生分析、发现：在相同条件下，1 mol固态、液态物质所具有的体积各不相同，而1 mol气态物质所具有的体积却大致相同。然后组织学生阅读、讨论：固态、液态、气态物质的体积的大小取决于什么因素?为什么1mol固态、液态物质所具有体积不同，而1mol气态物质在同条件下的体积却近似相等?最后启发学生从摩尔质量的定义类推出气体摩尔体积的定义，并说明22.4 L•mol-1是在特定条件下的气体摩尔体积。

有关气体摩尔体积的计算要求侧重基础题，不要把概念的理解和运用变成纯数学运算。对于例题，就让学生独立演算，然后对照教材，由教师讲评，着重强调单位的一致和格式的规范化。

教学目标

1.在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念。

2.通过气体摩尔体积和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

教学重点

气体摩尔体积的概念

教学难点

气体摩尔体积的概念

教学方法

引导、归纳、启发、练习、讲解、讨论等

课时安排

第一课时：气体摩尔体积的概念

第二课时：有关气体摩尔体积的计算

教学用具

投影仪、胶片

教学过程

第一课时

[引言]通过上一节课的学习，我们知道，1 mol任何物质的粒子个数都相等，都约为6.02×1023个，1 mol任何物质的质量都是以克为单位，在数值上等于构成该物质的粒子(分子、原子、离子等)的式量。那么，1 mol 任何物质的体积(即摩尔体积)又该如何确定呢?

[师]1 mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来。若想要通过质量求体积，还需搭座什么桥呢?

[生]还需知道物质的密度。

[问]质量、密度和体积三者之间的关系是什么?

[生]质量等于密度乘以体积。

[师]很好，它们之间的关系我们可以用代数式表示为：

[草板书]m=ρ•V或V=

[师]请大家根据已有的知识来填写下表(可用计算器来进行计算)。

[投影]表一

物质物质的量(mol) 质量(g) 密度(g•cm-3) 体积(cm3)

Fe 1 7.8

Al 1 2.7

H2O(液) 1 1.0

H2SO4 1 1.83

[学生活动，教师请一位同学把计算结果填入表中空格内]

空格内所填数值为：

[师]请大家根据自己的计算结果，口答下列问题。

[投影问题]1. 1 L= cm3。

2. 1 mol不同的固态或液态的物质，体积 (填“相同”或“不同”)。

3.在相同状态下，1 mol气体的体积 (填“相同”“不同”“基本相同”)。

4.同样是1 mol的物质，气体和固体的体积相差 (填“不大”或“很大”)。

[学生活动]阅读课本相关内容和资料，分析上述问题，并回答：

1.1000 cm3;2.不同;3.基本相同;4.很大。

[问]为什么在“表二”中要指明物质密度的测定条件，而“表一”中却无?

[生]因为“表二”所列物质为气体，“表一”所列物质为固体和液体。气体的密度随着压强和温度等外界条件的变化而变化。固体、液体的密度受外界条件的影响不大。

[师]回答得很好!那么，质量是否会随外界条件的改变而改变呢?

[生]不会!

[问]质量一定时，物质的体积受外界条件的影响如何?

[生]质量一定时，固体和液体的体积随外界条件的变化而变化不大;气体的体积受外界条件的影响显著。

[师]那么，这些结论如何从理论上得到解释呢?请大家阅读课本第49～50页的相关内容。并总结。

[学生阅读、总结]

[问]物质体积的大小取决于哪些微观因素?

[生]物质体积的大小取决于物质粒子数的多少，粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。

[问]当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素?

[生]粒子数一定时，固、液态物质的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。

[问]为什么相同外界条件下，1 mol固、液态物质所具有的体积不同，而1 mol气态物质所具有的体积却基本相同?

[生]在固态和液态中，粒子本身的大小不同，决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。

[问]为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行?

[生]因为气体的体积受温度、压强的影响很大，故说到气体的体积时，必须指明外界条件。

[师]大家回答得很正确。对于气体来说，我们用得更多的是气体的体积，而不是质量，且外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，这给我们测定有关气体的量值提供了很大的方便，为此，我们专门引出了气体摩尔体积的概念。这也是我们本节课所学的重点。

[板书]第二节气体摩尔体积(第一课时)

一、气体摩尔体积

[师]所谓气体的摩尔体积，指的是：

[讲解并板书]单位物质的量的气体所占的体积。

[师]即气体的体积与气体的物质的量之比。其符号为Vm，可表示为：

[板书]Vm=

[问]能否从气体摩尔体积Vm的表达式中，知道其单位呢?

[学生回答]能，是L/mol。

[教师板书]单位：L/mol或L•mol-1。

[师]通过刚才对表二相关几种气体体积的计算，得到在相同的0℃，101 kPa的条件下均约为22.4 L。不仅仅是这几种气体，大量的科学实验表明，其他气体也是如此，即物质的量为1 mol，条件为0℃和101 kPa时的体积约为22.4 L。而我们通常又把温度为0℃、压强为101 kPa时的状况称为标准状况。因此我们可以得到一个什么样的结论?

[板书]在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约为22.4 L。

[师]这也表明，标况(标准状况)下气体的摩尔体积约为22.4 L/mol或22.4 L•mol-1。

大家在掌握气体摩尔体积这个概念时，一定要注意以下几点：

1.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。

2.气体在不同状况下的气体摩尔体积是不同的，其在标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L/mol。

3.同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。

下面，请大家根据所学知识，判断下列说法是否正确。

[投影练习]判断正误，并说明理由。

1.标况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 L。

2. 1 mol气体的体积约为22.4 L。

3.标况下，1 mol O2和N2混合气的体积约为22.4 L。

4. 22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含分子数。

5.任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L/mol。

6.只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L/mol。

[学生活动]

答案：1.错，物质应是气体;2.错，未指明条件——标况;3.正确，因气体体积与分子种类无关;4.错，未指明气体体积是否在相同条件下测定;5、6.均错，气体在标准状况下的摩尔体积约为22.4 L，但并不是说只有在标准状况下才能为22.4 L/mol，也不是在任何条件下都是22.4 L/mol。

[师]请大家思考下面的问题，并回答。

[投影]同温同压下，体积相同的气体的物质的量是否相同?所含的分子个数是否相同?说明理由。

[学生思考后回答]气体的体积主要决定于气体所含的分子个数，而与气体分子的种类无关，在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。即同温同压下，相同体积的气体含有相同数目的分子，则表示粒子集体的物质的量也必然相同。

[师]大家总结得很好!这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，因此，又叫做阿伏加德罗定律。

[板书]阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

[师]由上述定律，我们很自然地可得出以下结论：

[板书]同温同压下：

[问题探究]在常温下(25℃)，一个最大承受气压为2a kPa的气球内充有0.1 mol H2，气压为0.8a kPa。若再向该气球内充H2，再充入H2物质的量的最大值为。

[学生活动]分组讨论，分析：根据阿伏加德罗定律可知，同温同压条件下，相同体积的任何气体，都含有相同的分子数。那么本题的条件相当于同温即都是常温25℃，同体积即在同一个气球内，此条件下，很显然气球内气体的分子数越多，即物质的量越多，气体对气球的压力就越大，也就是同温同体积时，气体的物质的量与压强成正比，可表示为。

所以有 = ，可得nmax=0.25 mol

可再充入的H2的物质的量为0.25 mol-0.1 mol=0.15 mol。

[师]大家所讨论得出的结论，是阿伏加德罗定律的一个重要推论，在今后的学习中还会用到。

[小结]影响气体体积的因素有多种，因此，说到气体的体积，一定要指明外界条件。相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积。标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22.4 L/mol。只要同学们正确理解和掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义，就很容易在气体的质量和体积之间进行相互换算。这也是我们下一节课所要学习的主要内容。

[布置作业]课本习题：二、1;三。

板书设计

第二节气体摩尔体积(第一课时)

一、气体摩尔体积

单位物质的量的气体所占的体积

Vm=

单位：mol/L或mol•L-1

在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是22.4 L

阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。

同温同压下：

教学说明

本课题立足于师生共同探究和讨论，要求教师要充分调动起学生学习的积极性和主动性。同时，要注意，学生在课堂上虽然很好地理解了气体摩尔体积，但在课下对有关条件特别容易忽略。因此，教师在讲授时要注重强调外界条件对气体的影响。同时还需在后续讲课中不断地强化。