书城教材教辅新课程师资培训教程-高一化学优秀课例
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第11章 气体摩尔体积

【教学目标】

一、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。

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。

二、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。

三、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】

一、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。

二、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

(1)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)20℃密度(g/cm3)体积(cm3)

Fe6.02×102356 7.8

Al6.02×1023272.7

Pb6.02×102320711.3

H2O6.02×1023181(4℃)

H2SO46.02×1023981.83

(1)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1mol③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。

【教学设计示例】

(第二节)气体摩尔体积

一、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。

二、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。

三、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

四、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=mρ

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)20℃密度(g/cm3)体积(cm3)

Fe6.02×1023567.8

Al6.02×1023272.7

Pb6.02×102320711.3

H2O6.02×1023181(4℃)

H2SO46.02×1023981.83

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。

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1mol③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=Vn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:V1V2=N1N2=n1n2,还可推导出ρ1ρ2=M1M2。

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.)