气体摩尔体积[第一课时](共9篇)
1.气体摩尔体积[第一课时] 篇一
本章的标题是“从实验学化学”, 教材把化学实验单独作为一章内容, 且把它安排在第一章, 一方面, 突出了化学是一门以实验为基础的学科, 由此引导学生通过实验去学习化学, 引导学生积极参与和体验实验探究过程, 发展科学探究能力, 提高科学素养。另一方面, 揭示了本章教学内容在整个高中化学中的基础性和重要性[1]。
本节教材是在学习物质的量和摩尔质量概念的基础上, 介绍气体摩尔体积的概念, 这对学生学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算打下重要基础, 也为物理学中理想气体的状态方程提供基础。本节主要内容有气体摩尔体积概念和阿伏加德罗定律, 实际上是特殊概念和一般概念的关系, 教材编写采用特殊到一般的顺序, 并与实验紧密联系, 强调概念在实际中的应用, 突出了化学实验淡化了化学计算, 从而降低了学生学习的难度[2]。
2 学情分析
能力分析:初三化学课本强调探究式教学, 所以高一学生形成了一定的探究习惯。他们对化学现象、化学实验兴趣浓厚, 有探究欲。而且学生具备了一定的实验操作能力和观察分析能力以及计算能力和数据处理分析能力。
知识分析:在此内容之前学生已学习了物质的量、摩尔质量等知识, 在物理课中还学过密度、质量、体积的公式, 这些内容对气体摩尔体积的学习起到了铺垫和支持的作用。并且学生已经做过电解水的实验, 通过验证电解水产生的氧气和氢气来判断水的组成, 但并没有研究氢气和氧气的体积比。另外不少学生还有一个错误的前概念, 他们认为气体摩尔体积和摩尔质量相似, 不同的气体摩尔体积不同。其实同温同压下, 不同的气体摩尔体积相同。所以, 本节课最后一定要让学生认识到摩尔质量和气体摩尔体积两个概念的不同点。
3 教学目标[1]
依据新课程标准、教材内容和学生的知识水平、认知能力, 确定本节课的教学目标如下:
3.1 知识与技能目标
(1) 正确理解和掌握气体摩尔体积、标准状况下气体摩尔体积以及阿伏加德罗定律。
(2) 从微观上了解决定物质体积的因素。
(3) 从宏观上了解决定气体体积的因素。
(4) 通过讨论, 培养思维能力, 学会合作与交流。
(5) 通过计算氢气、氧气物质的量之比和计算、比较几种气体、固体、液体的体积, 培养学生的数据处理能力, 分析推理能力。
3.2 过程与方法目标
(1) 通过数据的处理与分析, 并从分析中得出规律, 使学生体验发现学习的过程与方法。
(2) 通过小组讨论, 使学生亲历合作学习的过程。
3.3 情感态度和价值观目标
(1) 体验目标学习、发现学习的成功与乐趣, 提高自我成就感。
(2) 通过气体摩尔体积的概念的建立, 培养学生严谨的、实事求是的科学态度。
(3) 通过讨论, 学会合作与交流。
4 重点难点[2]
重点:气体摩尔体积概念的逻辑推理过程;
难点:气体摩尔体积概念的理解。
气体摩尔体积是一个非常抽象的概念, 概念中要素又多, 而学生的相关知识较少, 所以学生理解起来难度也较大。因此我确定气体的摩尔体积既是教学的重点, 又是教学的难点。气体摩尔体积概念和阿伏加德罗定律, 实际上是特殊概念和一般概念的关系, 由特殊推导一般, 符合认知的规律, 水到渠成[3]。
5 教法学法
根据概念教学要求, 结合教材编写的特点, 为了更好地抓住重点, 突破难点, 本节采用了对比、推理、归纳总结的教学方法, 充分调动学生学习自觉性和积极性, 从而达到认识概念的个性和共性的目的[3]。
本节课的教法有:目标教学法、演示法, 发现法、讲授法。通过本节教学, 使学生从感性认识上升到理性认识, 学会观察和分析问题, 善于从个性中归纳总结出事物的共性。
学法有:比较法、分析法、数据处理、讨论法、练习法等。
教学设计:
(1) 课前准备 (课前做课本13页科学探究第2题并预习思考相关问题) ;
(2) 引课提出学习目标, 使学生体验目标学习、发现学习的成功与乐趣;
(3) 动画演示和实物展示相结合, 帮助学生理解抽象的概念;
(4) 课后作业布置为今年高考题第28题, 增强学生的成就感。
6 教学过程[4]
6.1 新课引入 (复习引入)
由摩尔质量的概念, 结合宏观描述物质的物理量提出摩尔体积的概念。再由学生作业课本13页科学探究2所得数据进行分析, 标况下, 1 mol O2、H2的体积近似相等。20℃时, 1 mol Fe、Al、H2O、H2SO4的体积相差甚远。提出气体摩尔体积、标况下气体摩尔体积的概念。最后由不同的物质摩尔质量一般不同, 引入不同的气体摩尔体积会不会不同这个困扰学生的问题。将该问题肢解为6个小问题, 提出学习目标。
6.2 学习目标[4]
这节课我们要解决6个问题 (按照教材设计) :
(1) 同温同压下, 气体的物质的量之比与体积之比有什么关系?
(2) 同温同压下, 不同的气体摩尔体积相同吗?
(3) 在标准状况下, 气体的摩尔体积是多少?
(4) 从微观的角度来看, 气体的摩尔体积由什么决定?
(5) 从宏观的角度来看, 气体的体积由什么决定?
(6) 阿伏加德罗定律中分子数可否改为原子数?
6.3 学生发现
(1) 动画演示:根据电解水原理进行动画演示 (略) , 观察不同时间试管内的气体体积之比。结论:同温同压下气体的体积之比等于物质的量之比, 达成学习目标1。
推导:写成数学表达式为:n1/n2=V1/V2
当n1=n2时有V1=V2。所以同温同压下, 不同的气体摩尔体积相同, 达成学习目标2。
(2) 计算:假设电解了1.8 g H2O, 根据电解水的方程式计算生成的O2和H2的质量。根据O2、H2的摩尔质量, 计算物质的量, 并通过表1进行比较。寻求影响气体的摩尔体积大小的因素, 印证学习目标2[5]。
6.4 数据处理
(1) 分析作业中标况下1 mol O2、H2的体积, 得出结论:在标准状况下, 不同的气体摩尔体积都约为22.4 L/mol。完成目标3。
(2) 练习:课本配套资料15页第2题, 完成学习目标4。
6.5 观察实物并分析讨论
请同学们观察比较固体、液体、气体的结构图以及1 mol铁、1 mol铝、1 mol浓硫酸、1 mol水、1 mol氧气、1 mol氢气等实物, 思考讨论。
(1) 不同的固体、液体的摩尔体积不同, 这种不同是由什么引起的?
(2) 为什么气体的摩尔体积比固体、液体的大?
(3) 为什么要强调标况, 非标况下有气体摩尔体积吗?
得出结论:固体、液体摩尔体积由粒子大小决定;气体摩尔体积由粒子间距决定。达成学习目标5。扩展问题:气体体积、固体、液体体积、物质体积分别由什么决定?
(4) 气体分子间距受哪些外界条件的影响?可举气象气球、吹气球、液氨装气球等例子。请同学们根据下面的问题进行思考讨论。
(1) 从液氨中把气球拿出来, 相当于对气球中气体加热升温, 分子间距会___, 它的体积会___。
(2) 气象气球上升到高空, 相当于对一定量的气体加压, 分子间距会___, 它的体积会___。
(3) 如果温度相同、压强相同, 那么分子间距也会。
得出结论:气体分子间距受温度、压强的影响。所以从宏观看气体体积由物质的量、温度和压强决定。扩展结论:气体体积与压强成反比、与温度和物质的量成正比。由此可得到很多推论, 如同温同压下相同体积的任何气体具有相同数目的分子———阿伏加德罗定律。完成学习目标6。
6.6 小结:摩尔质量和气体摩尔体积的不同点
作业: (2013年高考题第28题) 。
7 结论
气体摩尔体积的教学环节通过如此设计, 可顺利完成本节课的三维目标, 达到强调重点、攻破难点的教学效果。学生通过本节课的学习, 可掌握比较法、分析法、数据处理、讨论法、练习法等学习方法, 并对目标教学法的教学方式有所了解和适应, 轻松掌握气体摩尔体积这个抽象的概念。
摘要:从学生实际出发, 依据新课程标准、教材内容、学生的知识水平和认知能力, 准确把握学生的学习能力和分析能力的现状, 确定气体摩尔体积的教学目标、重点和难点;根据概念教学要求, 结合教材编写的特点, 采用了对比、推理、归纳总结的教学方法, 使学生在较好地掌握本节教学内容的基础上, 学会观察和分析问题。
关键词:气体摩尔体积,教学环节设计,教学目标
参考文献
[1]全日制普通高级中学化学.教师教学用书 (第二版) [M].北京:人民教育出版社, 2000:68-69.
[2]宋心琦.化学必修[M].北京:人民教育出版社, 2011:13-14.
[3]叶雅美.对化学“引导-探究式”学习方式的思考[J].化学教学, 2008 (9) :37-39.
[4]何映宏.“气体摩尔体积”的教学[J].大理学院学报, 2003, 2 (5) :45-50.
2.气体摩尔体积[第一课时] 篇二
关键词:气体摩尔体积测定;水的蒸气压;手持技术;实验改进
文章编号:1005–6629(2015)9–0048–04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
“测定1mol气体的体积”是高中化学定量实验中的一个重要实验,但在科教版高中教材中的该实验设计[1]有诸多不完善的地方(见图1),如测定误差较大,操作需要进行两次抽气和一次加料,三次都要用到注射器,很容易出现漏气现象;再者,将该套装置中的量瓶装好液体(至满刻度)后倒出,精确地测量其体积,发现该量瓶存在2~5mL的体积误差。另有张集川、闵庶弘老师还撰文提出“该实验储液瓶(图1中的B)的设计和读数方法存在一个难以忽视的误差问题”,并提出了修改方案[2]。2014年末有孙黎颖、白立根老师撰文指出该实验方案“操作难而繁琐,实验可行性差并偏离学生的认知能力”[3]。另外,影响该实验准确度的因素还包括反应的热效应(计算时代入的是室温)、水的蒸气压(计算时没作考虑)以及一系列因操作复杂而引起的偶然误差等等。因此我们希望通过引入手持技术,设计新的方案,将上述影响因素能够较好地规避,以提高测定气体摩尔体积实验的准确性,优化我们的高中化学实验教学。
1 实验原理
本实验用镁带制备氢气:
Mg(s)+H2SO4(aq)=MgSO4(aq)+H2(g)
以该反应式为基础,通过称量参与反应的镁带质量,推算出产生氢气的物质的量的理论值;再通过实验测得气体产物(氢气)的相关数据(温度、压强)进行计算求得氢气摩尔体积的实验值,最后与理论值进行比较。
2 实验仪器及试剂
(1)实验仪器。气体压强、温度传感器(双孔橡皮塞中分别安置一个温度探头和压强传感器探头),Vernier数据采集器(采集各个时刻的温度和压强),计算机(配备Vernier程序、可进行数据计算),675mL双层隔热圆底烧瓶(定制,为隔热将内外两层玻璃中间抽真空),注射器,天平,砂纸,烧杯,蒸馏水
(2)实验试剂。2 mol/L稀硫酸、镁带
3 实验装置
实验装置见图2。
4 实验操作步骤
(1)将气体压强、温度传感器固定在一个双孔橡皮塞上,按照图2实验装置连接好各仪器,检验气密性,再将探头导线与数据采集器、计算机相连。
(2)取一条镁带,用砂纸磨去表面的氧化物,称量镁带质量(调整到约0.020~0.040克之间)并记录质量。
(3)镁带上蘸取少量水,将其粘附在烧瓶内壁。
(4)将配有温度、压强传感器的双孔橡皮塞塞紧烧瓶。
(5)用针筒吸取过量稀硫酸,记录体积(如15mL)。
(6)将装有稀硫酸的针筒口与活塞一端连接好(见图2)。
(7)打开数据采集器,开始记录数据,数据图像稳定后,打开活塞阀门,缓缓地注入全部稀硫酸,再关闭阀门。
(8)待容器内温度、压强稳定后,轻轻摇动烧瓶,让镁条和稀硫酸充分接触反应。
(9)反应结束,记录最高压强和相对应时刻的温度。
5 数据分析与处理
在实验采集过程中,我们可以得到反应压强最高点的数值(见图3中的曲线和相关数据),即P(max)。其中包含了反应生成的氢气、水蒸气以及原先烧瓶中所留空气的那部分压强。根据道尔顿分压定律,我们用P(max)减去一开始酸注入后稳定的压强值P初,以及在压强最高点时温度所对应的水的饱和蒸气压值,即可得ΔP的真正数值。
说明:手持技术中的压强和温度读数可精确到小数点后9位,水的蒸气压查表数据可得小数点后五位。具体计算时利用计算器ANS功能,连步计算,尽可能减少数字累积误差。
6 实验创新的展现
6.1 在实验探究进程中,展现创新点
上述图2的创新实验装置及方案设计并不是一步到位的,其间带领学生研究小组经历了一个反复摸索、探究的过程。该探究过程可以说是中学化学实验教学新模式的一种尝试。
当初第一次作实验方案改进时,参考了国外的手持技术实验装置[4](见图4),使用了锥形瓶和普通水浴,测外界水浴温度和锥形瓶内压强,此方案的实验装置及测试原理颇有新意,取材方便,操作也简单,让学生动手做完全有可行性,故得到较广泛好评。但由于该方案中温度探头所测位置在外侧,导致温度不一,因此测量的准确性仍不理想,实验误差在5%左右。
第二次设计改用了大试管和冰水浴(见图5),试图将反应装置内的温度控制在0℃,但结果依旧差强人意,甚至实验时,会造成试管爆裂。
第三次设计使用了圆底烧瓶和由教师指导并自主设计的气体压强、温度传感器装置,直接可测得反应仪器内的温度、压强(见图6),该方案的实验装置更简易,取材也方便,操作更容易。该方案也受到同行的赞许,并被一些学校用于演示实验。但由于该方案隔热效果差,误差更大(约在10%左右)。
最后即第四次设计,我们将普通的圆底烧瓶换成了自己设计的双层隔热圆底烧瓶,两层中间抽真空,杜绝外界温度影响(原理如热水瓶瓶胆),能将实验误差维持在0.2%左右,使实验测试的准确度得到较大提高(装置见图2)。
6.2 通过实验总结,展现创新点
6.2.1 利用手持技术进行试验,将手持技术引入中学化学课堂教学
手持技术在我国发展的时间较短,约在20世纪90年代进入我国。在欧美等国家,将手持技术用于教学已经有30多年历史。与之相比,国内的研究仍处于薄弱局面。
中学化学实验经过改进和完善,大多数实验现象明显,但也有一些实验存在现象不明显、耗时长、有一定危险性。而传感技术具有直观化、简易化、定量化、探究性等优点,使得实验现象更加明显,操作更为简便,更加安全环保。
6.2.2 由教师指导并自主设计的气体压强、温度传感装置
将原本分离的两个传感器结合在了一起,避免了外置温度传感器导致的温度误差。使用精确度较高的水银温度计和物理实验室测压强的装置对我们使用的气体压强、温度传感器进行了仪器校准,使手持仪器基本没有误差,从而提高了实验的准确度。
6.2.3由师生共同设计的双层隔热装置
使用该装置,减少了反应器内外进行热交换导致的温度误差,使测试更精准。
6.2.4 实验公式的选择
我们在实验过程中使用了克拉伯龙方程PV=nRT,但发现实验时测得气体的体积还包括了水蒸气、空气等,故并不适合用总压直接计算,而是应该通过由道尔顿分压定律求得的ΔP(压强改变量)来进行计算。
7 实验感悟
实验过程中,我们逐步地尽量排除所有外界干扰,减小实验误差。考虑到了反应过程中的水蒸气压,温度的热交换等影响因素;排除了酸的纯度以及多次抽气导致的误差;降低了实验操作的复杂性;修正了计算公式,提高了实验数据计算的准确性。本实验中手持技术的引入,使我们的化学实验变得便利,且直观、清晰、有效。当然,在整个实验过程中,还存有许多值得我们反思的地方,例如在一开始计算压强的时候,学生并没有考虑到水的饱和蒸气压的问题,等到进行文献检索的时候,才发现应该注意水的蒸气压。并且起初的气体压强温度传感器并非是一个整体的装置,而是外置的温度探头和一个内置的压强传感器。在多次实验失败后,在师生的共同努力下,实验小组的学生才有创新的发现:压强、温度传感器可以融为一体。
与此同时,在此次实验课题研究过程中,学生明显感受到自己的动手能力提高了,还提升了发散思维的意识和创新意识。原来的化学实验对学生而言,是书本知识的一种具体体现,即使让学生自己动手去做实验,学生也只是简单按照书本上的步骤按部就班地做实验,而这个“利用手持技术提高‘气体摩尔体积实验准确性”课题研究实验,却是一个由点及面逐步发散的过程,学生经历了从普通的现象中发现问题,共同讨论解决问题的方法,再自己动手做实验解决问题。在这个过程中,学生的动手能力实实在在得到了训练,思维更为发散,考虑问题的严谨性明显提高,创新意识获得提升。
8 展望
利用该套实验装置,还可测定其他气体(例如二氧化碳等)的气体摩尔体积,并进行相关的比较、探究。还可尝试运用微积分的计算方法对实验数据进行处理,进一步减小误差。若有可能,还可推荐该套实验装置让工厂来开发和生产相关仪器,使其能被中学教学广泛采纳,优化中学化学实验教学。
参考文献:
[1]姚子鹏主编.高中化学教科书·高二化学(第一学期)[M].上海:上海科学技术出版社,2009:47~51.
[2]张集川,闵庶弘.“测定1mol气体的体积”实验方法及装置的改进[J].化学教学,2008,(8):13.
[3]孙黎颖,白立根.“测定1mol气体的体积”实验教学案例的中英比较[J].化学教学,2014,(12):60.
3.气体摩尔体积(第二课时) 篇三
教学目标 概览:
(一)知识目标<?xml:namespace prefix =o ns =“urn:schemas-microsoft-com:office:office” />
1、进一步巩固气体摩尔体积的概念。
2、掌握阿伏加德罗定律的要点,并学会运用该定律进行简单计算。
(二)能力目标
通过阿伏加德罗定律和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
(三)情感目标
1、 通过对问题的讨论,培养学生勇于思考,勇于探索的优秀品质。
2、通过对解题格式的规范要求,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生懂得科学的学习方法。
教学重点:气体摩尔体积的计算
教学过程 :
[提问]: 1、什么叫气体的摩尔体积?
2、标况下气体的摩尔体积为多少?
3、外界条件(T、P)对一定量气体的体积如何影响?
当T、P相同时,任何气体分子间距离是相等的,分子的大小可忽略不计,故所占的体积也相同。
[板书]二、阿佛加德罗定律(建议稍作拓展)
1.定律: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。
① 使用范围:气体
② 四同:同温、同压、若同体积则同分子数
③ 标况下气体摩尔体积是该定律的特例。
2、推论:①同温、同压下,气体的体积之比=分子数之比=物质的量之比
<?xml:namespace prefix =v ns =“urn:schemas-microsoft-com:vml” />
= =
|
V1 n1 N1
V2 n2 N2
例:相同物质的量的Fe和Al分别与足量的稀盐酸反应,生成的氢气在相同条件下的体积之比为 。
②同温、同压下,气体的密度之比=式量之比
= = D
|
d1 M1
d2 M2
D为相对密度(气体1相对气体2的密度为D)
例:同温、同压下,CO2与CO的密度之比为
H2S和C2H4能否用排空气法收集?
CO2与CO的混合气的密度是相同状况下氢气密度的14.5倍,则混合气体的平均式量为
当同温、同压下,同质量的气体的体积之比=式量的倒数比
当同温、同压下,同体积的气体的质量比=式量比
[讨论]当给蓝球打气时,忽略弹性形变和温度变化,则打入的气体分子数越多时,球内的气体压强是越大还是越小呢?
③同温、同体积,气体的压强之比=分子数之比
判断:
A 1LCO2与1LCO气体所含分子数相同。
B 2 g H2比2g O2在相同条件的体积小。
C 标况下,2 mol H2和 O2的混合气的体积约为44.8L
D 0.5mol H2比0.5molCO所含分子数相等,所占体积相等。
[板书]三、有关气体摩尔体积的计算
气体的体积跟气体的物质的量、气体的质量、密度和气体中的粒子数之间存在的关系为
指导学生看课本例1和例2,例2为标况密度法计算气体的摩尔质量。
[板书]有关式量或摩尔质量的计算。
1, 标况密度法:M =d ×22.4L·mol-1
2, 相对密度法:
= = D
|
d1 M1
d2 M2
[提问]课本P53,例2还有其它方法吗?
M =
|
[板书]3概念法: m总
n总
例:将(NH4)2CO3固体加热,计算在1500C时,所得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的 倍
4公式法:
M= =
|
m总 M1·n1 + M2·n2…
n总 n总
= M1×n1% + M2·n2%+…
= M1×V1% + M2×V2%+…
例:某水煤气中H2和CO的体积分数都是50%,求平均式量,若的质量H2和CO的质量分数都是50%,求平均式量。
[总结] 应用气体摩尔体积进行计算时应注意的一些问题
气体摩尔体积在化学计算中具有十分重要的意义。首先,可以通过一定质量的气体在标准状况下所占的体积,计算出气态物质的相对分子质量;其次,可以计算出一定质量的气态物质在标准状况下所占的体积;第三,可以计算化学反应中气态物质的体积。
在利用这一概念进行化学计算时,必须注意下列几个问题:
(1)22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积,因此在非标准状况时不能使用22.4 L·mol-1。
(2)只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。
(3)气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1,22.4这个数值专指标准状况而言的。如果温度或压强有所变化,则要根据气体状态方程进行换算。气体状态方程将在物理学中学习。
4.气体摩尔体积 篇四
使学生在理解气体摩尔体积,特别是标准状况下,气体摩尔体积的基础上,掌握有关气体摩尔体积的计算。
能力目标
通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。通过有关气体摩尔体积计算的教学,培养学生的计算能力,并了解学科间相关知识的联系。
情感目标
通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。
教学建议
教材分析
本节教材在学习了物质的量和摩尔质量概念的基础上,学习气体摩尔体积的概念及有关计算,这样的编排,有利于加深理解、巩固和运用有关概念,特别是深化了对物质的量及其单位的理解。本节是今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重要基础。
本节教材首先注意了学科间的联系和学生已有的知识,通过计算得出1mol几种物质的体积,设问:1mol 气态物质的体积是不是也不相同呢?然后介绍气态物质的体积与外界温度、压强的关系,计算出标准状况下1mol气体的体积,引出气体摩尔体积的概念,最后是关于气体摩尔体积概念的计算。
教学建议
教法建议
1.认真钻研新教材,正确理解气体摩尔体积的概念。
原必修本39页“在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4l,这个体积叫做气体摩尔体积。”认为“22.4l/mol就是气体摩尔体积”。
新教材52页气体摩尔体积的定义为“单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。即 vm= v/n。”由此可以看出,气体摩尔体积是任意温度和压强下,气体的体积与气体的物质的量之比,而22.4l/mol是在特定条件(如:0℃,101kpa)下的气体摩尔体积。注意:当温度高于0℃,压强大于101kpa时,1mol任何气体所占的体积也可能是22.4l。
教学中要给学生讲清气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4l/mol的关系。
2.本节引入方法
⑴计算法:全班学生分成3组,分别计算1mol固、液态几种物质的体积并填表。
物质
粒子数
1mol 物质质量(g)
fe
6.02×1023
7.8
al
6.02×1023
2.7
pb
6.02×1023
207
11.3
h2o
6.02×1023
1(4℃)
h2so4
6.02×1023
1.83
⑵实物展示法:有条件的学校,可分别展示1molfe、al、pb、h2o、h2so4的实物,直观得到体积不同的结论;展示22.4l实物模型,这种实物展示方法学生印象深刻,感性经验得以丰富。
3.列表比较决定物质体积的主要因素(用“√”表示)
物质 因素
粒子的数目
粒子间平均距离
粒子本身大小
固、液态
√
√
气态
√
√
讲清当粒子数相同的条件下,固、液态体积由粒子大小决定,气体体积主要由分子间距离决定。举例:50个乒乓球和50个篮球紧密堆积或间隔1米摆放,前者球的大小决定体积,后者球间的距离决定体积。
4.充分运用多媒体素材,展示微观的变化,活跃课堂气氛,激发学生兴趣。例如:应用微机显示温度、压强对气体体积的影响;固、液、气态物质粒子间距离;1mol液态水(0℃,18ml),加热到100℃气化为水蒸气的体积变化等。
5.通过阅读、设问、讨论,突破难点。讨论题有:物质体积的大小取决与哪些微观因素?决定固、液、气态物质体积的主要因素?在粒子数一定的情况下,为什么气体体积主要取决于分子间距离?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才有意义?为什么相同外界条件下,1mol固、液态物质所具有的体积不同,而1mol气体物质所具有的体积却大致相同?在相同条件下,相同物质的量的气体所具有的体积是否相同?为什么1mol液态水变为1mol水蒸气体积由18ml变为3.06×104ml体积扩大1700倍?
6.在理解标况下气体摩尔体积这一特例时,应强调以下4点:①标准状况 ②物质的量为1mol ③任何气体物质 ④约为22.4l 只有符合这些条件,22.4l才是1mol任何气体在标准状况下的体积。因此,非标准状况下或固、液态物质,不能使用22.4l/mol.7.教材52页“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”,应指出这个结论即为阿伏加德罗定律。学生基础较好的班级,还可简单介绍阿伏加德罗定律的几个重要推论。
8.教材53页的例题2,是关于气体摩尔体积的计算,教学中应指出密度法是计算气体相对分子质量的常用方法,即m =ρvm如果是标准状况下,则:m =ρ·22.4l/mol
9.在 v、n、m、n之间的关系可放在学习气体摩尔体积计算例题前进行,也可放在课后小结进行。
教学建议
关于气体摩尔体积
1.气体摩尔体积1mol某气体的体积即气体摩尔体积,单位为l/mol。标准状况下任何气体的体积均为22.4l。即标准状况下气体摩尔体积为22.4l/mol。
2.阿伏加德罗定律 同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。由此可见气体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同气体间的关系:
(1)同温同压下,气体的体积比等于物质的量比。
(2)同温同容下,气体的压强比等于物质的量比。
(3)同温同压下,气体的摩尔质量比等于密度比。
(4)同温同压下,同体积的气体质量比等于摩尔质量比。
(5)同温同压下,同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。
此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时,其体积与压强成反比;气体体积与热力学温度在同压条件下成正比。
3.气体摩尔体积的常见应用 标准状况下1mol气体为22.4l,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1l气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可据以由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对 的相对密度为15,则其相对分子质量为。常见的有:
(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量:
(2)由相对密度求气体的相对分子质量:若为对 的相对密度则为:,若为对空气的相对密度则为:.*(3)求混合气体的平均相对分子质量():即混合气体1mol时的质量数值。在已知各组成气体的体积分数时见①,若为质量分数见②:
①
②
(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式。
(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。
(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。
教学设计示例一
第二节 气体摩尔体积
第一课时
知识目标
使学生在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。
能力目标
通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
情感目标
通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。
通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。
教学重点:气体摩尔体积的概念
教学难点:相同温度和压强下,相同物质的量的任何气体所占的体积大约相同的原因。
教学方法:设疑、导思、归纳、应用
教学手段:多媒体辅助
教学过程:
[复习提问] 1.1mol物质含有的粒子数约是多少?
2.什么叫摩尔质量?
[引入新课] 前面我们学习的物质的量,它把宏观上可称量的物质与微观粒子联系起来,宏观上可感知的除了物质的质量,还有物质所占的体积上节课我们研究了1mol物质所具有的质量,这节课我们来讨论1mol物质所占的体积。
[板书]
一、气体摩尔体积
1.1mol固、液态物质的体积
[提问] 已知物质的质量和密度,怎样求体积?
学生回答:v=
[投影] 计算1mol几种固、液态物质的体积,填表;
物质
粒子数
1mol 物质质量(g)
fe
6.02×1023
7.8
al
6.02×1023
2.7
pb
6.02×1023
207
11.3
h2o
6.02×1023
1(4℃)
h2so4
6.02×1023
1.83
[微机显示] 1mol物质的体积
[板书] 1mol固、液态物质的体积不相同。
2.1mol气态物质的体积
[微机显示] 影响气体体积的因素
指导学生注意观察分子间平均距离的变化。
[说明] 比较一定质量气体的体积,必须在相同温度和压强条件下。
[板书] 标准状况:0℃,101kpa
气体
粒子数
1mol物质质量(g)
密度(g/l)
体积(l)
h2
6.02×1023
2.016
0.0899
o2
6.02×1023
32.00
1.429
6.02×1023
44.01
1.977
[板书] 在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4l。
[强调] ①标准状况(0℃,101kpa)②物质的量为1mol ③任何气体物质 ④约为22.4l
[展示] 22.4l体积的实物模型
[设疑] 在其它的温度和压强下,1mol气体是否占有大约相同的体积呢?
[板书] 单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
vm = 单位:l/mol
[提问] 气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4l/mol是什么关系?
[强调] 22.4l/mol只是在特定条件下的气体摩尔体积。气体摩尔体积是在任意温度、压强下,气体体积与气体物质的量之比。
[设问] 为什么在一定温度、压强下,1mol固、液态物质体积不同,而1mol气体体积都大致相同呢?让我们从物质的组成和结构上找找原因。
[讨论] 决定物质体积的主要因素
[微机显示] 影响物质体积的因素
[提问] 1.1mol液态水变为1mol水蒸气分子数是否变化?
2.为什么体积由18ml变为3.06×104ml,体积扩大了1700倍。
[指出] 在粒子数相同的条件下,固、液态物质的体积主要决定于构成物质的粒子的大小,由于构成不同物质的粒子的大小不同,所以1mol固、液态物质的体积不相同;气体的体积主要决定于粒子间的距离,不同气体分子间的平均距离大约相等,所以1mol气体的体积大致相同。
[结论] 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。即阿伏加德罗定律。应用:同温同压:,还可推导出
[练习](投影)下列说法是否正确?如不正确,指出错误的原因。
1.1mol任何气体的体积都是22.4l。
2.1molh2的质量是1g,它所占的体积是22.4l/mol。
3.1mol任何物质在标准状况时所占的体积都约为22.4l。
4.22.4lo2一定含有6.02×1023个o2。
5.在同温同压下,32go2与2gh2所占的体积相同。
6.在同温同压下,20mlnh3与60mlo2所含的分子个数比为1:3。
(答案:正确的是5.6.)
板书设计:
第二节 气体摩尔体积
一、气体摩尔体积
1.1mol固、液态物质的体积
1mol固、液态物质的体积不相同。
2.1mol气态物质的体积
标准状况:0℃,101kpa
在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4l。
单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
vm = 单位:l/mol
5.气体摩尔体积教案设计 篇五
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。
参考练习
1.下列有关气体的叙述中,正确的是()
A.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L
答案:B
2.下列各级物质中,所含分子数一定相同的是()
A.1g H2和8g O2
B.0.1 mol HCl和2.24L He
C.150℃、1.01×105 Pa时18L H2O和18L CO2
D.28 g CO和6.02×1022个CO分子
答案:C
3.1molN2和44g CO2的气体体积,前者和后者的关系()
A.大于B.等于C.小于D.不能确定
答案:D
4.质量相等的下列气体,分别放到同体积的密闭容器中,同温下,压强最大的是()
A.H2B.O2C.Cl2 D.N2
答案:A、5.相对分子质量相同的两种气体,在同温同压下相同的是()
A.体积B.密度C.质量D.物质的量
6.《气体摩尔体积》教学设计 篇六
第二节 气体摩尔体积
第一课时
知识目标
使学生在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。
能力目标
通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
情感目标
通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。
通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。
教学重点:气体摩尔体积的概念
教学难点:相同温度和压强下,相同物质的量的任何气体所占的体积大约相同的原因。
教学方法:设疑、导思、归纳、应用
教学手段:多媒体辅助
教学过程:
[复习提问] 1.1mol物质含有的粒子数约是多少?
.什么叫摩尔质量?
[引入新课] 前面我们学习的物质的量,它把宏观上可称量的物质与微观粒子联系起来,宏观上可感知的除了物质的质量,还有物质所占的体积上节课我们研究了1mol物质所具有的质量,这节课我们来讨论1mol物质所占的体积。
[板书]
一、气体摩尔体积
1.1mol固、液态物质的体积
[提问] 已知物质的质量和密度,怎样求体积?
学生回答:V= [投影]
1mol几种固、液态物质的体积,填表
物质
;
计算
粒子数
1mol 物质质量(g)
20℃密度(g/cm3)
体积(cm3)
Fe
6.02×1023
7.8
Al
6.02×1023
2.7
Pb
6.02×1023
207
11.3
H2O
6.02×1023
1(4℃)
H2SO4
6.02×1023
1.83
学生分组计算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的体积分别为:7.2、10、18.3、18、53.6cm3
[微机显示] 1mol物质的体积
[板书] 1mol固、液态物质的体积不相同。
2.1mol气态物质的体积
[微机显示] 影响气体体积的因素
指导学生注意观察分子间平均距离的变化。
[说明] 比较一定质量气体的体积,必须在相同温度和压强条件下。
[板书] 标准状况:0℃,101kPa
[投影] 计算标准状况下,1mol H2、O2、CO2气体的体积,并填表:
气体
粒子数
1mol物质质量(g)
密度(g/L)
体积(L)
H2
6.02×1023
2.016
0.0899
O2
6.02×1023
32.00
1.429
CO2
6.02×1023
44.01
1.977
学生分组计算出标准状况下,、O2、CO2的体积
1mol H2分别为:22.4L、22.4L、22.3L
[板书] 在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。
[强调] ①标准状况(0℃,101Kpa)②物质的量为1mol ③任何气体物质 ④约为22.4L
[展示] 22.4L体积的实物模型
[设疑] 在其它的温度和压强下,1mol气体是否占有大约相同的体积呢?
[板书] 单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
Vm =
单位:L/mol
[提问] 气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4L/mol是什么关系?
[强调] 22.4L/mol只是在特定条件下的气体摩尔体积。气体摩尔体积是在任意温度、压强下,气体体积与气体物质的量之比。
[设问] 为什么在一定温度、压强下,1mol固、液态物质体积不同,而1mol气体体积都大致相同呢?让我们从物质的组成和结构上找找原因。
[讨论] 决定物质体积的主要因素
[微机显示] 影响物质体积的因素
[提问] 1.1mol液态水变为1mol水蒸气分子数是否变化?
2.为什么体积由18mL变为3.06×104mL,体积扩大了1700倍。
[指出] 在粒子数相同的条件下,固、液态物质的体积主要决定于构成物质的粒子的大小,由于构成不同物质的粒子的大小不同,所以1mol固、液态物质的体积不相同;气体的体积主要决定于粒子间的距离,不同气体分子间的平均距离大约相等,所以1mol气体的体积大致相同。
[结论] 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。即阿伏加德罗定律。应用:同温同压:,还可推导出
[练习](投影)下列说法是否正确?如不正确,指出错误的原因。
1.1mol任何气体的体积都是22.4L。
2.1molH2的质量是1g,它所占的体积是22.4L/mol。
3.1mol任何物质在标准状况时所占的体积都约为22.4L。
4.22.4LO2一定含有6.02×1023个O2。
5.在同温同压下,32gO学生分组计算出标准状况下,1mol H2、O2、CO2的体积分别为:22.4L、22.4L、22.3L
[板书] 在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。
[强调] ①标准状况(0℃,101Kpa)②物质的量为1mol ③任何气体物质 ④约为22.4L
[展示] 22.4L体积的实物模型
[设疑] 在其它的温度和压强下,1mol气体是否占有大约相同的体积呢?
[板书] 单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
Vm =
单位:L/mol
[提问] 气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4L/mol是什么关系?
[强调] 22.4L/mol只是在特定条件下的气体摩尔体积。气体摩尔体积是在任意温度、压强下,气体体积与气体物质的量之比。
[设问] 为什么在一定温度、压强下,1mol固、液态物质体积不同,而1mol气体体积都大致相同呢?让我们从物质的组成和结构上找找原因。
[讨论] 决定物质体积的主要因素
[微机显示] 影响物质体积的因素
[提问] 1.1mol液态水变为1mol水蒸气分子数是否变化?
2.为什么体积由18mL变为3.06×104mL,体积扩大了1700倍。
[指出] 在粒子数相同的条件下,固、液态物质的体积主要决定于构成物质的粒子的大小,由于构成不同物质的粒子的大小不同,所以1mol固、液态物质的体积不相同;气体的体积主要决定于粒子间的距离,不同气体分子间的平均距离大约相等,所以1mol气体的体积大致相同。
[结论] 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。即阿伏加德罗定律。应用:同温同压:
,还可推导出
[练习](投影)下列说法是否正确?如不正确,指出错误的原因。
1.1mol任何气体的体积都是22.4L。
2.1molH2的质量是1g,它所占的体积是22.4L/mol。
3.1mol任何物质在标准状况时所占的体积都约为22.4L。
4.22.4LO2一定含有6.02×1023个O2。
5.在同温同压下,32gO2与2gH2所占的体积相同。
6.在同温同压下,20mLNH3与60mLO2所含的分子个数比为1:3。
7.气体摩尔体积[第一课时] 篇七
气体摩尔体积是中学化学中比较难的一个知识点,也是高考的热点、必考点,在一节课的45分钟里,要完成结论的得到,微观原因的分析,定义的学习及应用,任务重,每年授课老师都很头疼的一节课,今天在多年经验基础上不断改进,我本人人为是比较成功的一节课,总结如下:
1、充分预习
由于,我们学生基础知识差,学习主动性不强,往年课本上的“科学探究”关于1mol物质的体积都不会计算或懒于计算,微观分析也是一知半解,致使课堂时间非常紧,往往讲不完或刚刚引出气体摩尔体积的定义就下课。今年我前一天就明确要求必须预习且必须阅读课文至少3遍,填写预习报告,是学生对要学习的知识点有初步印象,课堂的学习和问题才会有针对性。
2、明确学习目的
课堂上,我先要求学生再次阅读课文一遍,画出重点词句,反复理解。后再要求学生合上课本能对课文的主要内容进行概括,了解本节要学习的对象为气体,以及气体摩尔体积有规律。并提问为什么只研究气体。使课文思路清晰,学生学习的对象和目的明确,气体摩尔体积的定义得到充分的理解。
3、充分利用课本资源
8.气体摩尔体积[第一课时] 篇八
物质的量、气体摩尔体积
基础知识回顾
一、物质的量 1.物质的量
(1)概念:表示有。(2)符号:
(3)单位:。2.摩尔
(1)概念:摩尔是 的单位,每摩尔物质含有
个粒子。(2)符号:。(3)说明
①描述物质的物质的量时,一定指明微观粒子的名称。
②常见的微观粒子有:分子、原子、离子、质子、中子、电子或它们的特定组合。
3.阿伏加德罗常数
(1)含义: g12C中所含的碳原子数,其近似值为。
(2)符号:。(3)单位:。4.摩尔质量
(1)概念: 的物质所具有的质量。(2)符号:。(3)单位:。
(4)说明:摩尔质量以g/mol为单位时,在数值上等于该粒子的 或。
二、气体摩尔体积
1.决定物质体积大小的因素
(1)构成物质 的多少。(2)粒子之间的。(3)粒子本身的。
(4)一定温度和压强下,决定气体体积大小的主要因素是。2.气体摩尔体积
(1)概念: 的气体所占的体积。
(2)符号及单位:符号:,单位。(3)定义式:。(4)说明
①在标准状况下,Vm约为。
②气体摩尔体积(Vm)适用于任何单一气体或混合气体,其数值与温度和压强有关。
③标准状况是指 的状况。3.阿伏加德罗定律在 的温度和压强下,体积的任何气体都含有 数目的分子。自我演练1.下列对“摩尔(mol)”的叙述不正确的是()
A.摩尔是一个单位,用于计量物质所含微观粒子的多少 B.摩尔既能用来计量纯净物,又能用来计量混合物 C.1mol任何气体所含的气体分子数目都相等
D.用“摩尔”(而不用“个”)计量微观粒子与用“纳米”(而不用“米”)计量原子直径,计量思路都是扩大单位
2.(2009·大连模拟)下列叙述正确的是()A.48gO3气体含有6.02×1023个O3分子
B.常温常压下,4.6gNO2气体含有1.81×1023个NO2分子 C.0.5mol/LCuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
D.标准状况下,33.6LH2O含有9.03×1023个H2O分子
3.下列条件下,两瓶气体所含原子数一定相等的是
()
A.同质量、不同密度的N2和CO B.同温度、同体积的H2和N2 C.同体积、同密度的C2H4和C3H6 D.同压强、同体积的N2O和CO2
4.(1)等质量的SO2和SO3中,硫原子个数之比为__________,氧原子个数之比为__________。
(2)等质量的O2和O3中,其物质的量之比为__________,氧原子个数之比为____________________________,标准状况下,其体积比为__________,密度之比为__________________。
(3)3molNH3分子中的含的质子数与__________个H2O分子所含质子数相等。
1.物质的量与摩尔
2.阿伏加德罗常数与6.02×1023
3.摩尔质量与化学式量(相对原子质量、相对分子质量)
4.气体摩尔体积与22.4L/mol
5.应用阿伏加德罗常数时应注意的问题
【例1】(2009·高考广东卷)设nA代表阿伏加德罗常数(NA)的数值,下列说法正确的是
()
A.1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为nA
B.乙烯和环丙烷(C3H6)组成的28g混合气体中含有3nA个氢原子 C.标准状况下,22.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为nA D.将0.1mol氯化铁溶于1L水中,所得溶液含有0.1nA个Fe3+
(2009·潍坊期末)以NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
()
A.标准状况下,11.2L水中含0.5N个氧原子
AB.用电解法精炼铜时,转移0.1NA个电子时阳极溶解6.4g铜
C.0.1molFe与0.1molCl2充分反应,转移的电子数为0.3NA D.乙烯、丙烯的混合物1.4g中含有0.1N个碳原子
A
研究近十年的高考试题,有关本考点的命题主要围绕以下几个方面:
(1)以N=n ·NA为中心的有关基本粒子数的计算,解答此类题应注意看清所求粒子的种类,以及物质分子的构成(是单原子分子,还是双原子分子或多原子分子)。
(2)以气体物质为中心的计算,解答此类题应注意:
①若题目给出的是物质的体积,一要看是否是标准状况,若不是标准状况,则1mol气体体积一般不为22.4L,二要看该物质在标准状况下是不是气体,若不是气体,则无法求知其物质的量和分子数目;若是气体,则可求其物质的量和分子数目,这与是混合气体还是单一气体无关。
②若题目给出气体的质量或物质的量,则粒子数目与外界条件无关。③若题目要求稀有气体的粒子数目,须注意它是单原子分子。
(3)与物质结构基本知识联系,考查物质所含的电子数、质子数、中子数等,解答此类题应弄清物质的构成,正确运用原子中质子数等于电子数、质子数加中子数等于质量数这两大关系式。(4)与氧化还原知识结合,着重考查氧化还原反应过程电子转移数目,解答此类题,应把握氧化还原反应的实质和电子守恒规律。
【例2】
(2009·德州质检)下列说法不正确的是
()
A.磷酸的摩尔质量(以g/mol为单位)与6.02×1023个磷酸分子的质量(以g为单位)在数值上相等
B.6.02×1023个氮分子和6.02×1023个氢分子的质量比等于141 C.32g氧气所含的原子数目为2×6.02×10
D.常温常压下,0.5×6.02×1023个一氧化碳分子所占体积是11.2L
(2009·武汉一摸)1gN2中含有x个原子,则阿伏加德罗常数是
()-
1B.x/14mol
-1
A.x/28molC.14xmol-1
D.28xmol
1.气体的基本规律(阿伏加德罗定律及推论)
2.平均摩尔质量()
假设混合气体为1mol,组成1mol混合气体的每一种气体的摩尔质量与其所占体积比的乘积之和,以g/mol为单位,就是混合气体的平均摩尔质量,例如N2与O2按体积比4∶1混合,则该混合气体的平均摩尔质量为28g/mol× +32g/mol× =28.8g/mol。(初中化学中所用的空气的“平均”相对分子质量为29,就是通过这种方法求得的)
平均摩尔质量不仅适用于气体,对固体和液体也同样适用,常用于混合物的计算。
3.平均摩尔质量的计算方法
【例3】 下列条件下,两种气体的分子数一定不相等的是
()A.相同质量、不同密度的N2O和CO2 B.相同体积、相同密度的CO和C2H4
C.相同温度、相同压强、相同体积的O2和O3 D.相同压强、相同体积、相同质量的NO和NO
2(2010·吉林实验中学月考)在体积相同的两个密闭容器中分别充满O2、O3气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是()A.两种气体的压强相等 B.O2比O3的质量小
9.气体摩尔体积说课稿 篇九
孙垚
北重五中
一、教材分析
本节课内容出自人教版高中必修一第一章第二节。本节课主要内容是讲述影响物质体积大小的因素,讨论影响气体体积的因素和气体摩尔体积。它是本章及本册乃至整个高中化学的重要内容,是在学习了物质的量的基础上学习气体摩尔体积,气体摩尔体积的学习是以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式计算以及化学反应速率、化学平衡必备的基础知识。在这一节的学习中,要掌握两方面的知识:一是气体摩尔体积概念的建立、二是分析影响物质体积的因素。
气体的摩尔体积是一个非常抽象的概念,而且概念中要素又多,并且在教学中所处的位置也非常重要,学生理解起来难度也较大。另外物质体积影响因素,特别是气体体积影响因素是本节课必学内容,是为气体摩尔体积学习奠定基础,因此本节课的教学重点是气体摩尔体积概念的建立和影响气体体积大小的因素,教学难点是影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化。
二、学情分析
学生在学习本节内容之前已经学习了物质的量和摩尔质量,比较容易在已有知识基础上形成新的知识体系。并且有了从宏观到微观的认识,本节课内容物质体积影响因素、气体体积影响因素和气体摩尔体积教师都会以宏观与微观形式进行教学,较易引导学生思考。本节课采用了对比,推理,归纳总结的教学方法,希望能够充分调动学生学习自主性和积极性,从而达到认识概念的个性和共性的目的。,三、教学目标分析
1、知识与技能
(1)使学生在已有知识上得出气体摩尔体积的概念;(2)理解决定物质体积的因素及其体积差异的原因。
2、过程与方法
(1)由提问引导学生思考,自主学习;
(2)通过对众多数据的对比、分析和推理,归纳出客观规律。
3、情感、态度与价值观
(1)通过气体摩尔体积的概念的建立,培养学生学习化学要有规范的科学素养;(2)通过气体摩尔体积的学习,培养学生有探究反应或问题实质的意识;(3)通过分析物质体积大小的影响因素,加强学生对宏观与微观的联系,培养学生对
抽象问题的分析、归纳、推理和总结的能力。【重点难点】 教学重点
1、气体摩尔体积概念的建立;
2、影响气体体积大小的因素。教学难点
1、影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化;
2、影响气体体积大小因素。【教学方法】
复习提问→引入新课→分析讨论→总结归纳→学生练习→巩固提高。
四、教学过程设计
本节课以初中的电解水实验引入本节课内容,其目的在回忆、巩固初中知识的基础上引入新知识,不会让学生有陌生感,更容易接受。【探究活动一】
请同学们观察表中所给出数据回答问题
问题:
1、1mol不同物质体积相同吗?有什么特点?
2、在相同温度和压强下,1mol不同气体的体积在数值上有什么特点?
3、当温度或压强发生变化时,1mol同种气体的体积相同吗?
利用表格数据的形式,让学生发现问题,并主动解决问题。三个问题的提出也是在提示学生从哪个角度去分析数据得出结论。为了降低难度,特地将重要数据用颜色标出,方便学生去找到重要数据。
通过探究活动一得出结论: 1、1mol不同的固态或液态物质,体积不同。
2、在相同条件下,1mol气体的体积基本相同。
3、当温度或压强发生变化时,1mol同种气体的体积不同。利用前两个结论引出下面的问题: 【探究活动二】
阅读课本第14页内容回答问题:
不同状态的物质,体积大小跟哪些因素有关呢?
学生通过自己去阅读课本内容,比较容易找到影响体积的三个因素:粒子数目、粒子大小、粒子间距离。但对三个因素的理解比较困难,需要教师进行讲解说明。教师通过利用篮球、乒乓球堆积方式的不同,分别解释决定固体、液体体积的主要因素,以及决定气体体积的主要因素。
利用结论2提出气体摩尔体积的概念,并同时给出定义、公式、单位等。特别是要强调数值:标准状况下,气体的摩尔体积约为22.4 L/mol 为什么要强调标准状况? 教师利用这个问题讨论结论3当温度或压强发生变化时,1mol同种气体的体积不同。可以再次利用表格数据进行说明。并且提出决定气体体积外界因素是温度和压强。
利用图片信息让学生通过观察总结温度压强如何影响气体体积的。原因又是什么? 温度影响:
结论:温度升高,体积增大,温度降低,体积减小。
原因:温度升高,粒子间距增大,温度降低,粒子间距减小。压强影响:
结论:压强增大,体积减小,压强减小,体积增大。
原因:压强增大,粒子间距减小,压强减小,粒子间距增大。最后通过练习对本节课进行巩固,加深对概念的应用。
五、教学反思
本节课主要站在学生的角度去设计课堂的每一个环节,帮助他们构建化学知识体系。在这节课上,考虑到学生的实际接受能力,采用实验探究,对比推理,归纳总结等手段帮助学生建立宏观和微观之间的联系。
在教学设计上主要以学生探究为主,但利用表格数据探究得出结论的过程中,学生比较困难。不太会处理表格中的数据,不知道从哪些方面进行比较,虽然有问题引导,但对大量的数据放在一起还是遇到困难。因此,我对数据进行了颜色的标注,可以降低问题的难度。在阅读课本进行探究环节,学生可以找到概念,但不能很好的理解,在这我进行了举例说明。
本节课的探究环节基本能达到目的,但我自己对探究问题的设计应该再细一些,更有递进性,可以跟好的帮助学生理解概念。
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