资源简介

如何测定气体摩尔体积
一. 教学目标
1、知识与技能
（1）掌握气体摩尔体积的一般测定方式
（2）知道实验误差的形成和实验相对误差的计算
2、过程与方法
（1）通过回顾气体摩尔体积物理公式和常见气体测量方式引出同学们对于气体摩尔体积测定实验的设计，通过对过往知识从理论到实践应用、实验设计、讨论释疑、动手实验等多种研究方法，让同学们了解科学探究的一般过程，提升学生的实验能力和合作精神。
3、情感态度与价值观
（1）通过新旧知识的联系，培养学生知识迁移、拓展能力，进一步激发学生对于化学学习和化学实验的热情，培养学生科学探究与创新意识的核心素养。
二、学生学情分析
本课的对象是高一学生，在本课之前学生已经学习过有关于气体摩尔体积的相关知识，对于气体摩尔体积测定所涉及到的物理公式和常数有所了解，对本课程的学习大有裨益。然而对于该类气体体积测定的化学实验设计和操作并无概念，且对于化学实验设计的基本流程较为薄弱，需要教师多加引导。
三．教学重难点分析及解决措施
（一）重点与难点
1．重点 掌握气体摩尔体积测定化学实验的基本操作原理、方法
2．难点 引导学生对于装置选择、反应物选择与之前所学习的知识建立联系；相对误差概念的掌握。
(二)解决措施
1、对于化学实验设计构建一类通用的方法，引导学生从之前具备的理论知识出发，对实验装置和反应参与物提出有依据的假，并结合课堂实验中的实验现象或实验对比，使同学们化学实验的设计以及本节课程内容——气体摩尔体积测定有更深入的理解，进而使得学生在课堂中对该要点深刻记忆。
四、教学准备
教案、PPT、气体摩尔体积测量视频、Y形管、量气管、水准管、水、红色染料、镁条、稀硫酸、电子天平、称量纸
五、教学过程
内容
教师活动
学生活动
设计意图
相关知识回顾与新课导入
【引入】同学们，在我们日常生活中，通常会需要量取某类物体的体积，那么通常会选用什么方法呢？
液体——量筒
固体——规则固体（套已有公式）、不规则固体（试图切割或补足为规则固体再进行计算）
可以看到，对于固体和液体的体积测定，是我们日常生活中较为常用的测定类型。那么对于气体，我们是否又能寻找到合适又准确的测量方式呢？
在之前的学习中，我们有学到过在标准状况下（273K，101MPa），气体的摩尔体积为22.4L。那么如果我想知道现在我们这个教室温度下的气体摩尔体积为多少该如何设计实验测定呢？今天我们就将走进“如何测定气体摩尔体积”实验探究
【PPT】液体、固体体积测定图片
【板书】 如何测定气体摩尔体积
Vm=V/n=22.4L（273k，101kpa）
【提示】常见物质体积测量
学生回忆思考并讨论回答
引出课题，为学习气体摩尔体积测定做铺垫。
实验设计引导
同学们，今天我们探究的主题是气体摩尔体积的实验，因此大家首先需要对于实验有自己的设计。
【提问】那么通常测定类的实验的设计分为直接测定和间接测定，需要根据实验原理出发，来寻找合适的试验方案。那么我们本次实验中所涉及到的物理公式为Vm=V/n。那么请同学们思考一下本次实验采用哪种实验方式更加合理？如果是间接实验，又需要如何测定呢？
【回答】间接实验，测定气体的体积和摩尔质量，其商即为摩尔体积。
【提问】同学们都认为采用间接测定的方式，那么我们就需要来继续看一下间接测定中所涉及到的物理量。第一是气体的体积，我们可以回顾一下初中时所接触到的和气体有关的方法，涉及到收集法：排水法、向上或向下排空气法，那么想要准确、直观地获得气体的体积，哪一种方法更适合呢？
【回答】排水法，将气体体积测量看不见摸不着的情况转化为液体，未知转换为已知。
【提问】排水法通常对于气体体积的性质有一定的要求，请同学们结合初中的知识和本次课程的实验情况思考一下产生的气体需要具备或不能具备哪些性质呢？
【回答】不能溶于水、不能和水反应、常温下性质稳定、不会和反应中其他物质发生副反应、实验室制备需无毒、不污染环境。
因此，针对以上对于气体的严格要求，我们使用活泼金属镁和稀酸的反应制备氢气。
【提问】而本次实验，为了更精确量取气体体积，使用了一个全新的气体量取装置，请同学们对比传统液体量取装置量筒，看一下两者刻度上有何区别？实际实验中量气管又是如何量取和计算液体的呢？
【回答】量筒刻度下面最小，而量气管上面刻度最小。实际实验中将反应后气体体积-反应初液面高度相减，即得到气体生成体积。
【提问】因此，对于反应原理中另一个物理量气体的摩尔数，便能通过化学方程式中的系数进行换算。请同学们在纸上书写一下镁和稀硫酸反应方程式，写出基于镁条的质量所得出气体摩尔体积的公式。
【回答】Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
1mol氢气体积=V(H2)/m(Mg)*M（Mg）
【PPT】排水法、排空气法图片、气体需具备的性质罗列、气体摩尔体积计算公式
【板书】实验方法：气体测定：排水法（H2）
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
1mol氢气体积=V(H2)/m(Mg)*M（Mg）
【提示】学生总结化学实验设计的基本原则规律
帮助学生了解化学实验设计探究的普遍规律
实验操作
【引导】老师首先通过视频演示让学生对于实际实验操作中需要注意的环节着重说明。后引导同学们完成三次气体体积测定实验，并将实验数据和计算结果依次填入书中实验数据栏中。
【提问】大家都已完成实验，我们如何对于自己所检测的结果进行验证呢？
我们了解到一定量气体在不同温度、压强下遵循以下公式关系：
P0V0/T0=P1V1/T1
请同学们将标准状况下气体摩尔体积带入公式中，尝试算出在我们25度室温下气体摩尔体积理论值。（24.5L）
【提问】大家的数值算的是不是准确的24.5呢？显然不是，那么我们需要对于我们实验产生的偏差进行误差分析。只有进行了分析才算真正对实验数据进行了处理。
【板书】误差分析：相对偏差=（实验值-理论值）/理论值*100%
引导同学们认识三氧化硫在工业生产的硫酸的重要性
通过学生的实验、交流、讨论，掌握气体摩尔体积测定实验流程
实验反思总结、训练
【提问】经过刚才的实验，相信大家对于气体摩尔体积的实验设计和具体操作有了额更加深入地理解。那么刚刚的实验中各个小组算出的实验误差有的偏大有的偏小，这可能是由于各种各样的原因造成的。在这里，我列举了几个常见在本实验中会引起误差的情况，请同学们思考一下这些情况会造成误差偏大还是偏小呢？再代入到同学们自己的实验中去思考一下，你们在实验中是否遇到了这些情况，因而导致产生了误差呢？
【PPT】
未检查装置气密性
镁条未打磨干净
气体未冷却至室温便进行读数
将学生们自己实验情况和常见误差结合，使同学们养成对于化学实验中误差的计算和思考规避，同时巩固课程中所学习到的内容。
练习、交流
通过反馈，了解学生本次课堂实验掌握情况
归纳概括
【提问】本节课我们探究了气体摩尔体积测定
【PPT】归纳结论
实验原理：
1mol氢气体积=V(H2)/m(Mg)*M（Mg）
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
实验装置：
反应发生器：Y形管
气体测定装置：量气管、水准管
实验误差规避：
打磨镁条、检查装置气密性、冷却至室温测定气体、3次重复实验
总结、交流。
六、作业设计
导学案《如何测定气体摩尔体积》
七、板书设计
如何测定气体摩尔体积
1、实验原理：
Vm=V/n=22.4L（273k，101mpa）
2、实验方法：
气体测定：排水法（H2）
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
1mol氢气体积=V(H2)/m(Mg)*M（Mg）
3、误差分析
相对偏差=（实验值-理论值）/理论值*100%

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