氣體摩爾體積[第一課時(shí)]
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
使學(xué)生在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。
使學(xué)生在理解氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積的基礎(chǔ)上，掌握有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。
能力目標(biāo)
通過(guò)氣體摩爾體積的概念和有關(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。
通過(guò)有關(guān)氣體摩爾體積計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并了解學(xué)科間相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系。
情感目標(biāo)
通過(guò)本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。
通過(guò)教學(xué)過(guò)程 中的設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)教材在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量概念的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)氣體摩爾體積的概念及有關(guān)計(jì)算，這樣的編排，有利于加深理解、鞏固和運(yùn)用有關(guān)概念，特別是深化了對(duì)物質(zhì)的量及其單位的理解。本節(jié)是今后學(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)平衡的重要基礎(chǔ)。
本節(jié)教材首先注意了學(xué)科間的聯(lián)系和學(xué)生已有的知識(shí)，通過(guò)計(jì)算得出1mol幾種物質(zhì)的體積，設(shè)問(wèn)：1mol 氣態(tài)物質(zhì)的體積是不是也不相同呢？然后介紹氣態(tài)物質(zhì)的體積與外界溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積，引出氣體摩爾體積的概念，最后是關(guān)于氣體摩爾體積概念的計(jì)算。
教學(xué)建議
教法建議
1.認(rèn)真鉆研新教材，正確理解氣體摩爾體積的概念。
原必修本39頁(yè)“在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L，這個(gè)體積叫做氣體摩爾體積。”認(rèn)為“22.4L/mol就是氣體摩爾體積”。
新教材52頁(yè)氣體摩爾體積的定義為“單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。即 Vm=V/n 。”由此可以看出，氣體摩爾體積是任意溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量之比，而22.4L/mol是在特定條件（如：0℃，101KPa）下的氣體摩爾體積。注意：當(dāng)溫度高于0℃，壓強(qiáng)大于101Kpa時(shí)，1mol任何氣體所占的體積也可能是22.4L。
教學(xué)中要給學(xué)生講清氣體摩爾體積與標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol的關(guān)系。
2.本節(jié)引入方法
⑴計(jì)算法：全班學(xué)生分成3組，分別計(jì)算1mol固、液態(tài)幾種物質(zhì)的體積并填表。
物質(zhì) | 粒子數(shù) | 1mol 物質(zhì)質(zhì)量（g） | 20℃密度（g/cm3） | 體積（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 |
⑵實(shí)物展示法：有條件的學(xué)校，可分別展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的實(shí)物，直觀得到體積不同的結(jié)論；展示22.4L實(shí)物模型，這種實(shí)物展示方法學(xué)生印象深刻，感性經(jīng)驗(yàn)得以豐富。
3.列表比較決定物質(zhì)體積的主要因素（用“√”表示）
物質(zhì) 因素 | 粒子的數(shù)目 | 粒子間平均距離 | 粒子本身大小 |
固、液態(tài) | √ | √ | |
氣態(tài) | √ | √ |
講清當(dāng)粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)體積由粒子大小決定，氣體體積主要由分子間距離決定。舉例：50個(gè)乒乓球和50個(gè)籃球緊密堆積或間隔1米擺放，前者球的大小決定體積，后者球間的距離決定體積。
4.充分運(yùn)用多媒體素材，展示微觀的變化，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣。例如：應(yīng)用微機(jī)顯示溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響；固、液、氣態(tài)物質(zhì)粒子間距離；1mol液態(tài)水（0℃，18mL），加熱到100℃氣化為水蒸氣的體積變化等。
5.通過(guò)閱讀、設(shè)問(wèn)、討論，突破難點(diǎn)。討論題有：物質(zhì)體積的大小取決與哪些微觀因素？決定固、液、氣態(tài)物質(zhì)體積的主要因素？在粒子數(shù)一定的情況下，為什么氣體體積主要取決于分子間距離？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)行才有意義？為什么相同外界條件下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積不同，而1mol氣體物質(zhì)所具有的體積卻大致相同？在相同條件下，相同物質(zhì)的量的氣體所具有的體積是否相同？為什么1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣體積由18mL變?yōu)?.06×104mL體積擴(kuò)大1700倍？
6.在理解標(biāo)況下氣體摩爾體積這一特例時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下4點(diǎn)：①標(biāo)準(zhǔn)狀況 ②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L 只有符合這些條件，22.4L才是1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。因此，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下或固、液態(tài)物質(zhì)，不能使用22.4L/mol.
7.教材52頁(yè)“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”，應(yīng)指出這個(gè)結(jié)論即為阿伏加德羅定律。學(xué)生基礎(chǔ)較好的班級(jí)，還可簡(jiǎn)單介紹阿伏加德羅定律的幾個(gè)重要推論。
8.教材53頁(yè)的例題2，是關(guān)于氣體摩爾體積的計(jì)算，教學(xué)中應(yīng)指出密度法是計(jì)算氣體相對(duì)分子質(zhì)量的常用方法，即M =ρVm如果是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則：M =ρ·22.4L/mol
9.在 V、n、m、N之間的關(guān)系可放在學(xué)習(xí)氣體摩爾體積計(jì)算例題前進(jìn)行，也可放在課后小結(jié)進(jìn)行。 教學(xué)建議 關(guān)于氣體摩爾體積 1.氣體摩爾體積1mol某氣體的體積即氣體摩爾體積，單位為L/mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的體積均為22.4L。即標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積為22.4L/mol。 2.阿伏加德羅定律 同溫同壓下體積相同的任何氣體都含有相同的分子數(shù)即阿伏加德羅定律。由此可見(jiàn)氣體的體積比在同溫同壓下必等于分子數(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系： （1）同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。 （2）同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比。 （3）同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。 （4）同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。 （5）同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。 此外還在運(yùn)用時(shí)要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時(shí)，其體積與壓強(qiáng)成反比；氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。 3.氣體摩爾體積的常見(jiàn)應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體為22.4L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對(duì)密度，可據(jù)以由氣體的相對(duì)密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對(duì) 的相對(duì)密度為15，則其相對(duì)分子質(zhì)量為 。常見(jiàn)的有： （1）由標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度求相對(duì)分子質(zhì)量： （2）由相對(duì)密度求氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：若為對(duì) 的相對(duì)密度則為： ，若為對(duì)空氣的相對(duì)密度則為： . *（3）求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量（ ）：即混合氣體1mol時(shí)的質(zhì)量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分?jǐn)?shù)時(shí)見(jiàn)①，若為質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)②： ① ② （4）由同溫同壓下氣體反應(yīng)時(shí)的體積比求分子數(shù)比，進(jìn)而推分子式。 （5）直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。 （6）氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過(guò)量氣體。 教學(xué)設(shè)計(jì)示例一 第二節(jié) 氣體摩爾體積 第一課時(shí) 知識(shí)目標(biāo) 使學(xué)生在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。 能力目標(biāo) 通過(guò)氣體摩爾體積的概念和有關(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。 情感目標(biāo) 通過(guò)本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。 通過(guò)教學(xué)過(guò)程 中的設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。 教學(xué)重點(diǎn)：氣體摩爾體積的概念 教學(xué)難點(diǎn) ：相同溫度和壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量的任何氣體所占的體積大約相同的原因。 教學(xué)方法：設(shè)疑、導(dǎo)思、歸納、應(yīng)用 教學(xué)手段：多媒體輔助 教學(xué)過(guò)程 ： [復(fù)習(xí)提問(wèn)] 1.1mol物質(zhì)含有的粒子數(shù)約是多少？ 2.什么叫摩爾質(zhì)量？ [引入新課] 前面我們學(xué)習(xí)的物質(zhì)的量，它把宏觀上可稱量的物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來(lái)，宏觀上可感知的除了物質(zhì)的質(zhì)量，還有物質(zhì)所占的體積上節(jié)課我們研究了1mol物質(zhì)所具有的質(zhì)量，這節(jié)課我們來(lái)討論1mol物質(zhì)所占的體積。 [板書(shū)] 一、氣體摩爾體積 1.1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積 [提問(wèn)] 已知物質(zhì)的質(zhì)量和密度，怎樣求體積？ 學(xué)生回答：V= [投影] 計(jì)算1mol幾種固、液態(tài)物質(zhì)的體積，填表； 物質(zhì) 粒子數(shù) 1mol 物質(zhì)質(zhì)量（g） 20℃密度（g/cm3） 體積（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 學(xué)生分組計(jì)算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的體積分別為：7.2、10、18.3、18、53.6cm3 [微機(jī)顯示] 1mol物質(zhì)的體積 [板書(shū)] 1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同。 2.1mol氣態(tài)物質(zhì)的體積 [微機(jī)顯示] 影響氣體體積的因素 指導(dǎo)學(xué)生注意觀察分子間平均距離的變化。 [說(shuō)明] 比較一定質(zhì)量氣體的體積，必須在相同溫度和壓強(qiáng)條件下。 [板書(shū)] 標(biāo)準(zhǔn)狀況：0℃，101kPa [投影] 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2氣體的體積，并填表： 氣體 粒子數(shù) 1mol物質(zhì)質(zhì)量(g) 密度（g/L） 體積（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 學(xué)生分組計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2的體積分別為：22.4L、22.4L、22.3L [板書(shū)] 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。 [強(qiáng)調(diào)] ①標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101Kpa）②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L [展示] 22.4L體積的實(shí)物模型 [設(shè)疑] 在其它的溫度和壓強(qiáng)下，1mol氣體是否占有大約相同的體積呢？ [板書(shū)] 單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。 Vm = 單位：L/mol [提問(wèn)] 氣體摩爾體積與標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol是什么關(guān)系？ [強(qiáng)調(diào)] 22.4L/mol只是在特定條件下的氣體摩爾體積。氣體摩爾體積是在任意溫度、壓強(qiáng)下，氣體體積與氣體物質(zhì)的量之比。 [設(shè)問(wèn)] 為什么在一定溫度、壓強(qiáng)下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)體積不同，而1mol氣體體積都大致相同呢？讓我們從物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)上找找原因。 [討論] 決定物質(zhì)體積的主要因素 [微機(jī)顯示] 影響物質(zhì)體積的因素 [提問(wèn)] 1.1mol液態(tài)水變?yōu)?/SPAN>1mol水蒸氣分子數(shù)是否變化？ 2.為什么體積由18mL變?yōu)?/SPAN>3.06×104mL，體積擴(kuò)大了1700倍。 [指出] 在粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于構(gòu)成物質(zhì)的粒子的大小，由于構(gòu)成不同物質(zhì)的粒子的大小不同，所以1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同；氣體的體積主要決定于粒子間的距離，不同氣體分子間的平均距離大約相等，所以1mol氣體的體積大致相同。 [結(jié)論] 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。即阿伏加德羅定律。應(yīng)用：同溫同壓： ，還可推導(dǎo)出 [練習(xí)] （投影）下列說(shuō)法是否正確？如不正確，指出錯(cuò)誤的原因。 1. 1mol任何氣體的體積都是22.4L。 2. 1molH2的質(zhì)量是1g,它所占的體積是22.4L/mol。 3. 1mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)所占的體積都約為22.4L。 4.22.4LO2一定含有6.02×1023個(gè)O2。 5.在同溫同壓下，32gO2與2gH2所占的體積相同。 6. 在同溫同壓下，20mLNH3與60mLO2所含的分子個(gè)數(shù)比為1：3。 （答案：正確的是5.6.） 板書(shū)設(shè)計(jì) ： 第二節(jié) 氣體摩爾體積 一、氣體摩爾體積 1.1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積 1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同。 2.1mol氣態(tài)物質(zhì)的體積 標(biāo)準(zhǔn)狀況：0℃，101Kpa 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。 單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。 Vm = 單位：L/mol 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。即阿伏加德羅定律。應(yīng)用：同溫同壓： ，還可推導(dǎo)出