气体摩尔体积教学设计.doc

第二节 气体摩尔体积（第一课时）

教学目标
1．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。
2．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。
3．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
计算—推理—启发—归纳—应用
教学手段
多媒体辅助
教学过程
一、复习引入
第一节我们学习了物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数以及摩尔质量等概念，了解到物质的量与它所含的微粒数及质量之间是可以相互换算的。但是，如果是气态物质，无论是实验室还是生产中都是使用它的体积而不是质量。那么物质的量与气体体积之间有什么关系呢？1 mol气态物质占据的体积有多大呢？为找到这些答案，这节课我们来学习气体摩尔体积。
二、1 mol物质的体积
【讲述】首先我们来计算一下1 mol固体、液体物质的体积。
【提问】已知物质的质量和密度，怎样求体积？
学生回答： 体积=质量/密度 V=m/ρ
【课件显示】
1.计算1 mol几种固体、液体物质的体积，填写下列表格。(结果保留一位小数）
物质
粒子数
1 mol 物质质量（g）
20℃密度（g/cm3）
体积（cm3）
Fe
6.02×1023
56
7.8

Al
6.02×1023
27
2.7

Pb
6.02×1023
207
11.3

H2O
6.02×1023
18
1(4℃)

H2SO4
6.02×1023
98
1.83

学生分组计算出1 mol Fe、Al、Pb、H2O、H2SO4的体积分别为：7.2、10.0、18.3、18.0、53.6 cm3。
【多媒体展示】1 mol不同固体或液体物质的体积示意图
1 mol
铅
1 mol
铝

1 mol
铁

【结论】 相同条件下，1 mol不同固体或液体物质的体积是不相同的
2.计算标准状况（0℃，101 kPa）下，1 mol H2、O2、CO2气体的体积，填写下列表格。(结果保留一位小数）
气体
粒子数
1 mol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，1 mol H2、O2、CO2的体积分别为：22.4 L、22.4 L、22.3 L
【结论】在标准状况下，1 mol任何气体所占的体积基本相同，都约为22.4 L。
二、决定物质体积的因素
【讨论1】对于1 mol不同的固体和液体物质，为什么它们的体积各不相同呢？决定物质体积大小的因素有哪些呢？先请大家看这样一个例子：一个班的学生排队站在操场上，他们所占据的面积和哪些因素有关？（人数、间距、每个人的胖瘦）
【引导】 那么物质所占据的体积大小应该和哪些因素有关？

相同粒子数目，相同距离 相同大小，相同距离 相同粒子数目，相同大小
【回答】决定于三个因素：
① 粒子的数目；
② 粒子的大小；
③ 粒子间的平均距离。
【引导】 现在我们讨论的是1 mol物质的体积,也就是限定了粒子数目约为6.02×1023。物质的体积就取决于粒子的大小和粒子间的平均距离。
【多媒体展示】固体、液体、气体微粒间的距离示意图
【结论】
因素
物质
粒子个数
粒子大小
粒子间的平均距离
固体 和液体
6.02×1023
主要因素
忽略
气 体
6.02×1023
忽略
主要因素
三、影响气体分子间平均距离的因素
【多媒体展示】 1 mol水变成1 mol水蒸气的体积变化
【提问】 1.1 mol液态水变为1 mol水蒸气，分子数是否变化？
2.为什么体积由18 mL变为3.06×104 mL，体积扩大至原来的约1700倍。
【讨论2】气体分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？
影响因素：⑴温度 ⑵压强
【多媒体展示】 气体分子间的平均距离与温度、压强的关系
⑴温度升高，分子平均距离增大，体积增大。
⑵压强增大，分子平均距离减小，体积减小。
【结论】
⑴比较气体的体积，必须在相同的温度和压强下。
⑵当温度和压强相同时，不同的气体，分子之间的平均距离可以看作是相等的。此时，气体的体积决定于分子数目的多少。
⑶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—阿伏加德罗定律。 推论：同温同压下, V1:V2=N1:N2=n1:n2
四、引入气体摩尔体积的概念
【讨论3】前面思考题的表中，在标准状况下，为什么1 mol气体的体积近似相等，都约为22.4L？
【讲述】 因为温度、压强相同，不同气体分子间的平均距离几乎是相同的。又因为1 mol任何气体所含分子数是相同的，所以只要温度和压强一定，1 mol气体的体积都近似相等。如在标准状况下，1 mol气体的体积都约为22.4 L。
【讨论4】在任意的温度和压强下，1 mol任何气体的体积是否都约为22.4L？
不同温度和压强下的1 mol气体的体积
气体物质的量
气体温度
气体压强
气体体积
1 mol
0℃
101 kPa
22.4 L
1 mol
40℃
101 kPa
25.7 L＞22.4 L
1 mol
0℃
2×101 kPa
11.2 L＜22.4 L
1 mol
40℃
116 kPa
22.4 L
【结论】 1.一定的温度和压强下， 1 mol任何气体的体积都相等，但不一定都等于22.4L。
2.1 mol气体的体积随温度和压强的变化而变化。
【讲述】通过上面的分析讨论，我们知道在一定的温度和压强下，1 mol气体的体积大致相等。因此，在化学上专门建立了气体摩尔体积的概念。
【引导】请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。
【板书】 一、气体摩尔体积
概念：单位物质的量的气体所占的体积。
符号：Vm
单位：L/mol（或L·mol-1）或m3/ mol（或m3·mol-1）
公式：Vm=V/n
注意事项：
⑴气体摩尔体积仅仅是针对气体而言（包扩混合气体）。
⑵气体摩尔体积与温度和压强有关，在不同的状况下，气体摩尔体积一般不同。
⑶在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
【多媒体展示】 标准状况时的气体摩尔体积示意图
五、对气体摩尔体积的理解
【练习1】判断下列说法的正误，并说明理由。
1. 标准状况下，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. 标准状况下，1 mol O2和N2混合气体的体积约为22.4 L。
4. 22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。
5. 任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L。
【讲述】 1. 错，物质应是气体。2. 错，应标明条件:标准状况。3. 对，气体体积与气体的物质的量即分子数有关，而与分子种类无关。4. 错，未指明气体体积是否在相同条件下测定。5. 错，在不同的状况下，气体摩尔体积一般不同，在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。
【练习2】下列说法正确的是（ ）
A．在标准状况下，1 mol H2O和1 mol H2的体积都约是22.4 L
B．2 g H2和44 CO2的体积相等
C．1 mol某气体的体积为22.4 L，则该气体一定处于标准状况
D．在标准状况下，0.5 mol H2和11.2 L O2的物质的量相等
答案：D
【课堂反思】本节课主要学习了气体摩尔体积的概念，以及讨论了气体摩尔体积与温度、压强的关系。要求学生理解气体摩尔体积与在标准状况下气体摩尔体积的关系。重点要求学生学会应用标准状况下的气体摩尔体积来解决实际问题。下一节课我们来学习关于气体摩尔体积的计算。
【作业】课后练习三、四。

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