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2019-2020年高一化學(xué) 第一冊(cè) 第三章 物質(zhì)的量 第二節(jié)氣體摩爾體積(第一課時(shí))大綱人教版 從容說(shuō)課 本節(jié)教材首先介紹氣態(tài)物質(zhì)的體積與外界溫度、壓強(qiáng)之間的關(guān)系，在物質(zhì)的量概念的基礎(chǔ)上，講解氣體摩爾體積的概念。這是以后學(xué)習(xí)有關(guān)氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)方程式的計(jì)算，以及學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的必要的基礎(chǔ)知識(shí)。因此，教材在內(nèi)容處理上采用了對(duì)比法和事實(shí)出發(fā)的方法，引導(dǎo)學(xué)生深入地理解氣體摩爾體積的概念，明確22.4Lmol－1是氣體摩爾體積的特例。 本節(jié)課采用對(duì)比引入，通過(guò)比較1 mol固、液、氣體的體積，引導(dǎo)學(xué)生分析、發(fā)現(xiàn)：在相同條件下，1 mol固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積各不相同，而1 mol氣態(tài)物質(zhì)所具有的體積卻大致相同。然后組織學(xué)生閱讀、討論：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)的體積的大小取決于什么因素？為什么1mol固態(tài)、液態(tài)物質(zhì)所具有體積不同，而1mol氣態(tài)物質(zhì)在同條件下的體積卻近似相等？最后啟發(fā)學(xué)生從摩爾質(zhì)量的定義類(lèi)推出氣體摩爾體積的定義，并說(shuō)明22.4 Lmol－1是在特定條件下的氣體摩爾體積。 有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算要求側(cè)重基礎(chǔ)題，不要把概念的理解和運(yùn)用變成純數(shù)學(xué)運(yùn)算。對(duì)于例題，就讓學(xué)生獨(dú)立演算，然后對(duì)照教材，由教師講評(píng)，著重強(qiáng)調(diào)單位的一致和格式的規(guī)范化。 教學(xué)目標(biāo) 1.在學(xué)生了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，理解氣體摩爾體積的概念。 2.通過(guò)氣體摩爾體積和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。 教學(xué)重點(diǎn) 氣體摩爾體積的概念 教學(xué)難點(diǎn) 氣體摩爾體積的概念 教學(xué)方法 引導(dǎo)、歸納、啟發(fā)、練習(xí)、講解、討論等 課時(shí)安排 第一課時(shí)：氣體摩爾體積的概念 第二課時(shí)：有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算 教學(xué)用具 投影儀、膠片 教學(xué)過(guò)程 第一課時(shí) ［引言］通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，1 mol任何物質(zhì)的粒子個(gè)數(shù)都相等，都約為6.021023個(gè)，1 mol任何物質(zhì)的質(zhì)量都是以克為單位，在數(shù)值上等于構(gòu)成該物質(zhì)的粒子(分子、原子、離子等)的式量。那么，1 mol 任何物質(zhì)的體積(即摩爾體積)又該如何確定呢？ ［師］1 mol任何物質(zhì)的質(zhì)量，我們都可以用摩爾質(zhì)量作橋梁把它計(jì)算出來(lái)。若想要通過(guò)質(zhì)量求體積，還需搭座什么橋呢？ ［生］還需知道物質(zhì)的密度。 ［問(wèn)］質(zhì)量、密度和體積三者之間的關(guān)系是什么？ ［生］質(zhì)量等于密度乘以體積。 ［師］很好，它們之間的關(guān)系我們可以用代數(shù)式表示為： ［草板書(shū)］m=ρV或V= ［師］請(qǐng)大家根據(jù)已有的知識(shí)來(lái)填寫(xiě)下表(可用計(jì)算器來(lái)進(jìn)行計(jì)算)。 ［投影］表一 物質(zhì) 物質(zhì)的量（mol） 質(zhì)量（g） 密度(gcm－3) 體積（cm3） Fe 1 7.8 Al 1 2.7 H2O（液） 1 1.0 H2SO4 1 1.83 ［學(xué)生活動(dòng)，教師請(qǐng)一位同學(xué)把計(jì)算結(jié)果填入表中空格內(nèi)］ 空格內(nèi)所填數(shù)值為： ［師］請(qǐng)大家根據(jù)自己的計(jì)算結(jié)果，口答下列問(wèn)題。 ［投影問(wèn)題］1. 1 L= cm3。 2. 1 mol不同的固態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，體積 (填“相同”或“不同”)。 3.在相同狀態(tài)下，1 mol氣體的體積 (填“相同”“不同”“基本相同”)。 4.同樣是1 mol的物質(zhì)，氣體和固體的體積相差 (填“不大”或“很大”)。 ［學(xué)生活動(dòng)］閱讀課本相關(guān)內(nèi)容和資料，分析上述問(wèn)題，并回答： 1.1000 cm3；2.不同；3.基本相同；4.很大。 ［問(wèn)］為什么在“表二”中要指明物質(zhì)密度的測(cè)定條件，而“表一”中卻無(wú)？ ［生］因?yàn)椤氨矶彼形镔|(zhì)為氣體，“表一”所列物質(zhì)為固體和液體。氣體的密度隨著壓強(qiáng)和溫度等外界條件的變化而變化。固體、液體的密度受外界條件的影響不大。 ［師］回答得很好！那么，質(zhì)量是否會(huì)隨外界條件的改變而改變呢？ ［生］不會(huì)！ ［問(wèn)］質(zhì)量一定時(shí)，物質(zhì)的體積受外界條件的影響如何？ ［生］質(zhì)量一定時(shí)，固體和液體的體積隨外界條件的變化而變化不大；氣體的體積受外界條件的影響顯著。 ［師］那么，這些結(jié)論如何從理論上得到解釋呢？請(qǐng)大家閱讀課本第49～50頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容。并總結(jié)。 ［學(xué)生閱讀、總結(jié)］ ［問(wèn)］物質(zhì)體積的大小取決于哪些微觀因素？ ［生］物質(zhì)體積的大小取決于物質(zhì)粒子數(shù)的多少，粒子本身的大小和粒子之間的距離三個(gè)因素。 ［問(wèn)］當(dāng)粒子數(shù)一定時(shí)，固、液、氣態(tài)物質(zhì)的體積主要取決于什么因素？ ［生］粒子數(shù)一定時(shí)，固、液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于粒子本身的大小，而氣態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于粒子間的距離。 ［問(wèn)］為什么相同外界條件下，1 mol固、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積不同，而1 mol氣態(tài)物質(zhì)所具有的體積卻基本相同？ ［生］在固態(tài)和液態(tài)中，粒子本身的大小不同，決定了其體積的不同，而不同氣體在一定的溫度和壓強(qiáng)下，分子之間的距離可以看作是相同的，所以，粒子數(shù)相同的氣體有著近似相同的體積。 ［問(wèn)］為什么比較一定量氣體的體積，要在相同的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行？ ［生］因?yàn)闅怏w的體積受溫度、壓強(qiáng)的影響很大，故說(shuō)到氣體的體積時(shí)，必須指明外界條件。 ［師］大家回答得很正確。對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，我們用得更多的是氣體的體積，而不是質(zhì)量，且外界條件相同時(shí)，物質(zhì)的量相同的任何氣體都含有相同的體積，這給我們測(cè)定有關(guān)氣體的量值提供了很大的方便，為此，我們專(zhuān)門(mén)引出了氣體摩爾體積的概念。這也是我們本節(jié)課所學(xué)的重點(diǎn)。 ［板書(shū)］第二節(jié) 氣體摩爾體積(第一課時(shí)) 一、氣體摩爾體積 ［師］所謂氣體的摩爾體積，指的是： ［講解并板書(shū)］單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。 ［師］即氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量之比。其符號(hào)為Vm，可表示為： ［板書(shū)］Vm= ［問(wèn)］能否從氣體摩爾體積Vm的表達(dá)式中，知道其單位呢？ ［學(xué)生回答］能，是L/mol。 ［教師板書(shū)］單位：L/mol或Lmol－1。 ［師］通過(guò)剛才對(duì)表二相關(guān)幾種氣體體積的計(jì)算，得到在相同的0℃，101 kPa的條件下均約為22.4 L。不僅僅是這幾種氣體，大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，其他氣體也是如此，即物質(zhì)的量為1 mol，條件為0℃和101 kPa時(shí)的體積約為22.4 L。而我們通常又把溫度為0℃、壓強(qiáng)為101 kPa時(shí)的狀況稱為標(biāo)準(zhǔn)狀況。因此我們可以得到一個(gè)什么樣的結(jié)論？ ［板書(shū)］在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾任何氣體的體積都約為22.4 L。 ［師］這也表明，標(biāo)況(標(biāo)準(zhǔn)狀況)下氣體的摩爾體積約為22.4 L/mol或22.4 Lmol－1。 大家在掌握氣體摩爾體積這個(gè)概念時(shí)，一定要注意以下幾點(diǎn)： 1.氣體摩爾體積僅僅是針對(duì)氣體而言。 2.氣體在不同狀況下的氣體摩爾體積是不同的，其在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積約為22.4 L/mol。 3.同溫同壓下，氣體的體積只與氣體的分子數(shù)目有關(guān)，而與氣體分子的種類(lèi)無(wú)關(guān)。 下面，請(qǐng)大家根據(jù)所學(xué)知識(shí)，判斷下列說(shuō)法是否正確。 ［投影練習(xí)］判斷正誤，并說(shuō)明理由。 1.標(biāo)況下，1 mol任何物質(zhì)的體積都約是22.4 L。 2. 1 mol氣體的體積約為22.4 L。 3.標(biāo)況下，1 mol O2和N2混合氣的體積約為22.4 L。 4. 22.4 L氣體所含分子數(shù)一定大于11.2 L氣體所含分子數(shù)。 5.任何條件下，氣體的摩爾體積都是22.4 L/mol。 6.只有在標(biāo)況下，氣體的摩爾體積才能是22.4 L/mol。 ［學(xué)生活動(dòng)］ 答案：1.錯(cuò)，物質(zhì)應(yīng)是氣體；2.錯(cuò)，未指明條件——標(biāo)況；3.正確，因氣體體積與分子種類(lèi)無(wú)關(guān)；4.錯(cuò)，未指明氣體體積是否在相同條件下測(cè)定；5、6.均錯(cuò)，氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積約為22.4 L，但并不是說(shuō)只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下才能為22.4 L/mol，也不是在任何條件下都是22.4 L/mol。 ［師］請(qǐng)大家思考下面的問(wèn)題，并回答。 ［投影］同溫同壓下，體積相同的氣體的物質(zhì)的量是否相同？所含的分子個(gè)數(shù)是否相同？說(shuō)明理由。 ［學(xué)生思考后回答］氣體的體積主要決定于氣體所含的分子個(gè)數(shù)，而與氣體分子的種類(lèi)無(wú)關(guān)，在一定的溫度和壓強(qiáng)下，分子間的平均距離是相等的。即同溫同壓下，相同體積的氣體含有相同數(shù)目的分子，則表示粒子集體的物質(zhì)的量也必然相同。 ［師］大家總結(jié)得很好！這一結(jié)論最早是由意大利科學(xué)家阿伏加德羅發(fā)現(xiàn)的，并被許多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，因此，又叫做阿伏加德羅定律。 ［板書(shū)］阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。 ［師］由上述定律，我們很自然地可得出以下結(jié)論： ［板書(shū)］同溫同壓下： ［問(wèn)題探究］在常溫下(25℃)，一個(gè)最大承受氣壓為2a kPa的氣球內(nèi)充有0.1 mol H2，氣壓為0.8a kPa。若再向該氣球內(nèi)充H2，再充入H2物質(zhì)的量的最大值為 。 ［學(xué)生活動(dòng)］分組討論，分析：根據(jù)阿伏加德羅定律可知，同溫同壓條件下，相同體積的任何氣體，都含有相同的分子數(shù)。那么本題的條件相當(dāng)于同溫即都是常溫25℃，同體積即在同一個(gè)氣球內(nèi)，此條件下，很顯然氣球內(nèi)氣體的分子數(shù)越多，即物質(zhì)的量越多，氣體對(duì)氣球的壓力就越大，也就是同溫同體積時(shí)，氣體的物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比，可表示為。 所以有=，可得nmax=0.25 mol 可再充入的H2的物質(zhì)的量為0.25 mol－0.1 mol=0.15 mol。 ［師］大家所討論得出的結(jié)論，是阿伏加德羅定律的一個(gè)重要推論，在今后的學(xué)習(xí)中還會(huì)用到。 ［小結(jié)］影響氣體體積的因素有多種，因此，說(shuō)到氣體的體積，一定要指明外界條件。相同條件下，物質(zhì)的量相同的氣體含有相同的體積。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積的數(shù)值約為22.4 L/mol。只要同學(xué)們正確理解和掌握氣體摩爾體積的概念和阿伏加德羅定律的涵義，就很容易在氣體的質(zhì)量和體積之間進(jìn)行相互換算。這也是我們下一節(jié)課所要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。 ［布置作業(yè)］課本習(xí)題：二、1；三。 板書(shū)設(shè)計(jì) 第二節(jié) 氣體摩爾體積(第一課時(shí)) 一、氣體摩爾體積 單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積 Vm= 單位：mol/L或molL－1 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1摩爾任何氣體的體積都約是22.4 L 阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。 同溫同壓下： 教學(xué)說(shuō)明 本課題立足于師生共同探究和討論，要求教師要充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。同時(shí)，要注意，學(xué)生在課堂上雖然很好地理解了氣體摩爾體積，但在課下對(duì)有關(guān)條件特別容易忽略。因此，教師在講授時(shí)要注重強(qiáng)調(diào)外界條件對(duì)氣體的影響。同時(shí)還需在后續(xù)講課中不斷地強(qiáng)化。 參考練習(xí) 1．下列有關(guān)氣體的敘述中，正確的是（　　） A． 一定溫度和壓強(qiáng)下，各種氣態(tài)物質(zhì)的體積大小，由構(gòu)成氣體的分子大小決定 B． 一定溫度和壓強(qiáng)下，各種氣態(tài)物質(zhì)的體積大小由構(gòu)成氣體的分子數(shù)決定 C． 不同的氣體，若體積不同，則它們所含的分子數(shù)也不同 D． 氣體摩爾體積是指1mol任何氣體所占的體積約為22.4L 答案：B 2．下列各級(jí)物質(zhì)中，所含分子數(shù)一定相同的是?。ā　。? A． 1g H2和8g O2 B． 0.1 mol HCl和2.24L He C． 150℃、1.01105 Pa時(shí)18L H2O和18L CO2 D． 28 g CO和6.021022個(gè)CO分子 答案：C 3．1mol　N2和44g CO2的氣體體積，前者和后者的關(guān)系?。ā　。? A．大于　　B．等于　　　C．小于　　　D．不能確定 答案：D 4．質(zhì)量相等的下列氣體，分別放到同體積的密閉容器中，同溫下，壓強(qiáng)最大的是（　　） A．H2　　　B．O2　　　C．Cl2 D．N2 答案：A、 5．相對(duì)分子質(zhì)量相同的兩種氣體，在同溫同壓下相同的是（　　） A．體積　　　　　B．密度　　　C．質(zhì)量　　　　　D．物質(zhì)的量 答案：B