高中化學必修一 2.3.2 氣體摩爾體積教學設計

1、2.3.2氣體摩爾體積本課時是教材第二章第三節(jié)內容，本節(jié)教材是學習物質的量和摩爾質量概念的基礎上，繼續(xù)學習氣體摩爾體積的概念與相關計算，這對學生學習有關氣態(tài)反應物和生成物的化學方程式的計算打下重要基礎。本節(jié)主要內容有氣體摩爾體積概念和阿伏加德羅定律，教材編寫從特殊概念到一般概念，符合認識的一般規(guī)律。學生在之前的學習中，已經掌握了物質的量和摩爾質量的相關概念，通過初中物理的學習，對于氣體、液體和固體的微粒排列方式有一定的認識，理解溫度和壓強對于氣體體積的影響及其原因。本課時的學習將從以上的微觀物理問題入手延伸至宏觀的摩爾體積問題，有助于學生加深對物質的量的理解。宏觀辨識與微觀探析：通過對摩爾體積

2、的微觀意義的學習，從微觀上理解不同狀態(tài)的物質的摩爾體積的影響因素，進而延伸至宏觀物理量對摩爾體積的影響，理解從微觀到宏觀的辯證思想。證據推理與模型認知：利用初中物理知識，聯(lián)系物質的量的基本概念，建立研究物質的摩爾體積的基本模型，使學生了解科學的推理過程，理解微觀粒子模型在化學研究中的重要作用?？茖W精神與社會責任：利用氣體摩爾體積概念的建立過程，培養(yǎng)學生的科學精神，理解化學家從微觀研究到宏觀概念的哲學思想。氣體摩爾體積的概念和計算。學生復習初中微觀粒子的知識，預習本課內容；教師準備多媒體課件?！疽搿吭趯嶒炇抑杏幸黄繗錃?，我們應該如何得到該氣體的物質的量呢？【設疑】我們在上面的學習中已經知道了兩

3、個計算物質的量的公式：和，應用上面的公式能不能計算出氫氣的物質的量呢？（不能，因為既不可能得到氫氣的分子數，也不可能稱量出氫氣的質量）那么我們能得到氫氣的什么物理量呢？（體積）如果已知氫氣的體積，能否求解氫氣的物質的量？【板書】氣體摩爾體積：一、摩爾體積【投影】氣體摩爾體積：一、摩爾體積【設疑】根據摩爾質量的定義，同學們覺得摩爾體積的概念是什么？（單位物質的量的物質所具有的體積）【講解】摩爾體積的符號為Vm，單位為L/mol，根據上述定義，我們也能得到公式，Vm代表摩爾體積，即物質的量等于該物質的體積除以其摩爾體積。但是這個公式的應用依然取決于物質的摩爾體積是否容易得到。那么，怎么才能得到物質

4、的摩爾體積呢？【設疑】摩爾體積就是每1mol物質的體積，例如，鐵的摩爾體積就是指每1molFe的體積，那么1molFe的體積為多少呢？（1mol鐵的質量為56g，其體積可以用質量除以密度得到：56g7.874 gcm-3 = 7.112cm3）【講解】根據上述的計算過程，我們可以得到如下的計算摩爾體積的公式，即物質的摩爾體積等于其摩爾質量與密度的比值。但是這種計算方法顯然不是很方便，因為物質的密度并不容易得到，如何才能比較方便的得到物質的摩爾體積呢？【過渡】如上的研究實際上已經無法比較方便的得到物質的摩爾體積了，下面我們換一個思考的方向，從微觀粒子入手，研究物質的摩爾體積?！驹O疑】宏觀上講，一

5、個物質的摩爾體積就是每1mol該物質在空間上占據的體積，同學們能不能從微觀上理解，什么是物質的摩爾體積？（微觀上講，物質的摩爾體積就是指NA個物質粒子在空間上所能占據的體積）【板書】氣體摩爾體積：摩爾體積：影響物質摩爾體積的因素：【投影】氣體摩爾體積：摩爾體積：二、影響物質摩爾體積的因素：【學生活動】摩爾體積就是每1mol物質的體積，或者說是大約6.021023個粒子在空間能占據的體積，這么多的粒子在空間上能占據多大的體積由什么決定呢？請同學們互相交流討論一下。【講解】通過討論我們能得到，從微觀上講物質的摩爾體積的大小，首先受到粒子堆積方式的影響：如果是固體或者液體，其粒子之間的間距很小，所以

6、影響物質的摩爾體積的因素就是粒子大小。例如，鐵和銅的摩爾體積為什么不一樣呢？這是因為鐵原子和銅原子的大小不一樣。顯然我們不可能再根據粒子的大小來取得到物質的摩爾體積，所以研究固體和液體的摩爾體積就沒有太大的意義?！景鍟慷⒂绊懳镔|摩爾體積的因素：（1）固體和液體：粒子的大小【投影】二、影響物質摩爾體積的因素：（1）固體和液體：粒子的大小【講解】如果是氣體，因為其粒子之間的距離遠大于粒子的直徑，所以影響氣體的摩爾體積的主要因素就是粒子間距?！景鍟慷⒂绊懳镔|摩爾體積的因素：固體和液體：粒子的大小氣體：粒子間距【投影】二、影響物質摩爾體積的因素：固體和液體：粒子的大小氣體：粒子間距【設疑】根據

7、初中物理的學習，氣體體積的變化就是因為氣體的粒子間距在發(fā)生改變，那么氣體的粒子間距受什么物理量的影響呢？（溫度和壓強）【講解】同溫同壓下，任何氣體粒子的間距是相同的，所以一定具有相同的摩爾體積，即：同溫同壓下，任何氣體一定具有相同的氣體摩爾體積。根據，由于同溫同壓下，氣體的Vm是一樣的，可推出結論：相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數（物質的量）。這就是阿伏加德羅定律?！景鍟咳怏w摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：相同溫度和相同壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數（物質的量）【投影】三、氣體摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：相同溫度和相同壓強下，相同體積的任何氣體一

8、定具有相同的分子數（物質的量）【練習】同溫同壓下，氫氣和氧氣的體積比為2:1，其物質的量的比為 【講解】根據阿伏加德羅定律，同溫同壓下，相同體積的任何氣體一定具有相同的物質的量，所以氫氣和氧氣的體積比為2:1時，其物質的量之比一定為2:1。通過這個練習我們可以得到阿伏加德羅定律的一個重要推論：同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質的量的比。【練習】相同溫度和相同壓強下，質量相同的CO和CO2氣體，其物質的量的比為 ，其體積比為 ，其密度比為 ，含有的氧原子數量比為 ?！就队啊緾O的摩爾質量為28g/mol，CO2的摩爾質量為44g/mol，設兩者質量均為mg，則CO的物質的量為m/28 mol，C

9、O2的物質的量為m/44 mol，其物質的量的比為11:7；根據阿伏加德羅定律的推論，體積比等于物質的量的比，所以體積比也是11:7；兩者質量相同，體積比為11:7，所以其密度比為體積比的反比，密度比為7:11；或者，根據得到：當Vm相同時，氣體密度與其摩爾質量成正比，這樣同學們就可以理解：氯氣密度大于空氣，氫氣密度小于空氣。CO和CO2的物質的量的比為11:7，所以含有的氧原子數量比為111:27=11:14。【過渡】根據上面的學習，同學們知道：氣體的摩爾體積會受到溫度和壓強的影響，為了計算的方便，我們給出一個特定的溫度壓強下的氣體摩爾體積的數據?！景鍟咳怏w摩爾體積：阿伏加德羅定律：標準狀況下的氣體摩爾體積：【投影】三、氣體摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：2、標準狀況下的氣體摩爾體積：【講解】在不同的溫度和壓強下，由于粒子間距可能不同，就會導致氣體的摩爾體積發(fā)生變化，因此使用氣體摩爾體積進行物質的量計算時，應該注意所處的溫度和壓強。一般規(guī)定0和101 kPa的條件為標準狀況，在標準狀況下，任何氣體的摩爾體積都約為22.4L/mol?！揪毩暋刻顚懴铝锌瞻祝怏w都處于標準