资源简介

《气体摩尔体积》教学设计
---------宏观与微观、定性与定量的桥梁
一、教材分析
本节教材是在系统学习“物质分类及其变化”之后，从常见无机物及性质入手，既进一步补充了丰富的感性认知材料，又可为后面继续学习有关气态反应物和生成物的相关化学计算及学习化学反应速率和化学平衡打下基础，气体摩尔体积是在学生已经学习 物质的量、摩尔质量、物质的量与微观粒子数、宏观质量之间的计算等知识之后，学生接触的又一类微观粒子和宏观物质之间转化的知识，教材在内容编排上注重了宏观与微观相结合，引导学生认识物质的宏观体积与微观因素是相互联系的，从微观的角度解释物质体积大小的影响因素，建立气体摩尔体积概念并进行相关的计算 ；建构“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养，为研究物质转化过程中物质间定量关系奠定基础。
二、学情分析
在知识方面物质的量和摩尔质量的学习使得学生对物质的量的“宏观和微观的桥梁”作用有一定的体会和认识; 物理课上学习的物质三态变化、温度和压强对气体的体积的影响为本节课的学习做了很好的知识准备，本节课的概念抽象，具象思维和抽象思维的转化难度高，与学生原有的认识如气体的体积会产生认知冲突。在能力方面，刚步入高中的学生形象思维占有相对的优势，抽象思维能力比较薄弱，而且学生对知识的归纳、整理和迁移能力尚还欠缺，这些需要教师善于引导，妙地设置问题引导学生自主阅读并与同学交流分享，从学生认识基础出发，将抽象的问题具体化、形象化，帮助学生理解概念，掌握概念的内涵和外延，采用设问、类比启发、实验探究、重点讲解并辅以讨论的方法，引导学生去联想，动手操作，运用迁移规律，使学生在轻松的环境中掌握新知。
素养目标
【教学目标】
1.通过概念回顾、资料阅读、模型搭建，让学生知道物质的量是架构微观粒子与宏观物质的质量和体积计量的桥梁，帮助学生从微观角度认识物质的体积的影响因素，培养学生“宏观辨识与微观探析”方面的素养。
2.通过阅读教材P52“思考与讨论”、表格数据分析，让学生知道不同状态物质体积的主要决定因素的差
别，并通过类比迁移认识气体摩尔体积。培养学生“证据推理与模型认知”方面的素养。
3.通过了解科学史实、实验验探究和微观分析，学会运用控制变量法探究化学规律，认识气体体积变化规律，理解温度和压强影响气体体积的本质，培养“模型认知”“科学探究”学科素养
4.通过对比、类比、归纳、推理多种思维活动，让学生理解气体摩尔体积的含义，建立物质的量与气体体积计算的模型，体会从物质的量层次定量研究化学问题，培养“模型认知”学科素养。
【评价目标】
1.通过实验探究和微观分析，诊断学生从微观角度认识温度和压强对气体体积的影响的本质。
2.通过课堂练习，诊断学生对气体摩尔体积概念的理解和应用，实现物质的量、粒子总数、质量、气体体积之间转化，
3.通过对1 mol CO2气体的计量方式的思考与交流，实现对化学计量方法的整体认识，进一步认识宏观与微观的联系，落实“微观-宏观-符号”的三重表征。
4.通过课堂测评，诊断学生对气体摩尔体积概念的整体认识，以及以物质的量为中心的相关概念计量方法的转化和应用的掌握。
四、教学重点、难点
1.重点：气体摩尔体积概念及阿伏伽德罗定律，感受宏观与微观结合的思想
2.难点: 气体摩尔体积概念的建立
五、教学方法
1.类比归纳法 2.实验探究法 3.演绎推理法
六、教学设计思路
以已学的联系宏观物质与微观粒子的桥梁----物质的量为起点，通过概念回顾、资料阅读、模型搭建帮助学生初步从微观角度认识物质体积的影响因素， 在此基础上以问题为驱动，推动教学进程：不同状态的物质的体积不同，到底是由哪些因素决定的呢？→阅读教材P52、表格数据分析→采用对比分析1mol固、液、气三态物质体积的主要决定因素的不同→类比摩尔质量引入摩尔体积、固体摩尔体积、液体摩尔体积、气体摩尔体积概念，重点认识气体摩尔体积的内涵，以不同温度、压强下1 mol气体体积不同为思考切入点，探讨温度、压强对气体体积的影响→以生活经验和科学史料为切入点，实验探究温度和压强的变化对气体体积的影响规律，得出同温同压下，1 mol任何气体的体积相等。引入常用的气体摩尔体积：在标准状况( 0 ℃、101 kPa)下， 气体摩尔体积约为22.4 L/mol→并对气体摩尔体积进行“微观-宏观-符号”三重表征，围绕核心概念气体摩尔体积展开教学，逐步积累演进，实现了学习进阶，从整体感知到气体部分的理解，从一般规律到气体体积的具体规律的探究，从理论学习到实验探究，从现象感知到本质的分析，从宏微到微观的转换，让学生对气体摩尔体积有一个整体认识，既保证了知识关联结构化，又提升了思维品质，建构学习的过程。
七、教学流程
教学目标
教学环节
设计意图
八、教学过程
环节 教师活动 学生活动
环节一：创设情境，模型认知 【活动1】如何建立物质的量与物质体积之间的关系？ 【引导语】同学们，我们已经认识了联系微观世界和宏观物质桥梁物理量---物质的量，今天我们将继续认识新的物理量----气体摩尔体积。已知18 g水中含有约6.02×1023 个水分子，即1 mol H2O；27 g铝中含有约6.02×1023 个铝原子，即1 mol Al。如下图中展示的为物质的量均为1 mol的物质，我们发现它们具有不同的质量，所占有的体积也不同，通过物质的量可以将微观粒子数和宏观质量联系起来，那能否以类似的方式将物质的量和物质的体积联系起来呢？ 【学生活动1】观看课件，回顾旧知，倾听思考，补充学案
【活动2】结合“资料和微观模型”认识物质体积与状态有关。 根据图表信息，寻找物质体积的规律 思考1.同种物质不同状态的体积情况？同等量的物质三种状态体积不同的根本原因？ 【小结1】同种物质，状态不同，体积不同；微粒数目、大小均相同；微粒的间距不同决定了体积的不同 【学生活动2】观看课件，阅读图表，小组讨论，学生代表汇报
【活动3】搭建建立方体，从宏观层面认识物质体积的影响因素 现有篮球，乒乓球各若干个，现在用两种球搭建立方体，比一比体积的大小？ 根据课件展示，寻找物质体积的影响因素 【学生活动3】交流讨论，得出结论，学生整体汇报
思考2.不同状态物质的体积到底是由哪些因素决定的呢？ 倾听思考
环节二：类比归纳， 辨别明晰 【活动4】阅读教材P52“思考与讨论” 请大家阅读教材P52“思考与讨论”，根据表格信息，寻找规律 【小结2】1.在相同温度、压强下，1 mol H2和1 mol O2 的体积是都是22.4 L 2.在相同温度下,1 mol H2SO4的体积比1 mol H2O的体积大 3.在相同温度下,1 mol Al的体积比1 mol Fe的体积大。 【学生活动4】阅读教材P52“思考与讨论”，小组讨论，填写学案，学生代表汇报：
【引导语】既然物质的体积由粒子数目、粒子的大小、粒子间的距离决定，相同条件下，为什么1 mol不同的固体、液体的体积均不同，而1 mol气体的体积反而是相同的呢？说明不同状态物质体积的决定性因素有可能不同。 倾听思考，学生整体汇报
【小结2】 1.1 mol固态物质或液态物质体积取决于粒子的大小 2.1 mol气体的体积取决于粒子间的距离 填写学案，整理小结
2.引入气体摩尔体积概念 【引导语】请同学们再读图表信息，我们发现1 mol不同状态水的质量都是18 g，为了研究物质的量和质量之间的关系引入了摩尔质量，这节课要解决物质体积和物质的量之间的关系就要引入一个新的物理量----摩尔体积。 观察第二个表格，只有1 mol气体在一定温度和压强下的体积相同，有规律可循，接下来重点认识气体摩尔体积。 模仿迁移，定义摩尔体积，固体、液体、气体摩尔体积。 观察表格，倾听思考。
环节三： 符号表征， 实验探析 气体摩尔体积 （1）定义：单位物质的量的气体所占的体积。 （2）符号：Vm （3）单位：L/mol （或L mol-1）和 m3/mol（或m3 mol-1） （4）对象：气体 （5）数值：在一定温度和压强下，气体都有气体摩尔体积，数值可能相同，也可能不同。 0 ℃、101 kPa时，1 mol气体的体积约为22.4 L 25 ℃、101 kPa时，1 mol气体的体积约为24.5 L 思考3.当温度、压强不同时，1 mol气体的体积也不相同，这是为何呢？ 【引导语】请同学们看生活中的实例：夏天汽车轮胎爆炸，挤压气球易爆炸，说明温度和压强改变了气体的体积，通过前面的学习已经明确了1 mol气体的体积取决于粒子间的距离，温度和压强是如何影响气体粒子间的距离的呢？ 倾听思考，学生补充学案
【活动5】阅读科学史料及实验探究 化学界的科学家们对气体的体积和压强、温度的关系早有研究，请同学们阅读科学史料，接下来我们运用已有的气体体积规律探究温度和压强是如何影响气体体积的。 【学生活动5】阅读科学史料，发展“科学精神与社会责任”的学科核心素养
【实验探究1】在温度不变的情况下，对一定量的气体增压或者减压 【实验探究2】在压强不变的情况下，对一定量的气体升温或者降温 课件展示：微观动画辅助分析 小结：通过改变温度、压强，改变了气体分子间的距离，使得气体体积发生改变，所以1mol气体的体积由温度、压强决定，在描述气体的体积时，必须标注具体的温度和压强才有意义。 分小组进行实验，记录“实验现象” 【学习评价1】微观分析，小组代表汇报
【实验探究3】在温度和压强均不变的情况下，将等量的不同气体混合 教师演示试验 课件展示：微观动画辅助分析结果 观看演示实验并思考， 【学习评价1】微观分析，小组代表汇报
【小结3】1 mol 气体体积由气体粒子间的平均距离决定，而温度和压强决定气体粒子间的距离，因此相同温度和压强下，气体粒子间的平均距离相等的，所以在相同温度和压强下，1 mol任何气体的体积相等。也可以理解为：相同温度和压强下，相同体积的任何气体均含有相同数目的粒子。就不难理解课本表格资料中 0 ℃、101 kPa时，1 molH2、O2的体积是相等的。 填写学案，整理小结
【引导语】根据以上学习，继续深化理解气体摩尔体积的内涵： 一、气体摩尔体积 1.定义：单位物质的量的气体所占的体积。 2.符号：Vm 3.单位：L/mol 或 m3/mol 4.对象：任何气体（纯净或混合气体） 5.数值：在不同温度和压强下，气体都有气体摩尔体积，数值可能相同，也可能不同。 在标准状况(0℃、101kPa)下， 气体摩尔体积Vm约为：22.4 L/mol 在25℃,101kPa时，气体摩尔体积Vm约为：24.5L/mol 模仿摩尔质量的概念，定义气体摩尔体积，并寻找注意事项进而完整认知概念
环节四： 回扣主题，拓展应用 【学习评价2】气体摩尔体积概念辨析，并从错误选项中总结运用物理量“气体摩尔体积”解题时的注意事项。 【学习评价2】完成学案练习，小组代表汇报
【活动6】建构V、Vm、n 之间的关系 【学生活动6】根据表格寻找关联，并思考V、Vm、n之间的关系
【展示】阿伏伽德罗定律：在同温同压下，同体积的任和气体都含有相同数目的分子 【小结4】同温同压 填写学案，整理小结
【学习评价3】学以致用：运用所学的运算关系完成下列题目 （1）0 ℃、101 kPa下，2 mol H2、2.5 mol O2的体积分别是多少？ （2）0 ℃、101 kPa下，2.24 LH2含有的分子数是多少？ （3）0 ℃、101 kPa下，4.48 L O2的质量是多少？ 在相同温度和压强下，4.48 L N2和22.4 L O2的分子数之比为多少？ 【学习评价3】完成学案练习，展示学生解题过程并做点评
【课堂小结】请结合所学习的各种计量方式，思考从哪些角度计量1molCO2 ？ 思考、并梳理补充学案
【拓展提升】利用阿伏伽德罗定律，我们可以做出下面几个重要的推论： （1）同温同压下，相同体积的任何气体质量比等于它们的相对分子质量之比。 （2）同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量之比。 （3）同温同压下，相同质量的任何气体体积比它们的相对分子质量的反比。 （4）同温同压下，任何气体的密度比等于它们的相对分子质量之比。 （5）恒温恒容下，气体的压强比等于它们的物质的量之比。 思考、课后时间推导
环节五：课堂测评，检测效果 【学习评价4】课堂测评 【学习评价4】完成学案练习，检测学习效果
九、板书设计
气体摩尔体积
一、影响物质体积的因素
粒子数目、粒子大小、粒子间的距离
二、气体摩尔体积
十、课堂测评
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol任何气体所占的体积即气体摩尔体积
B.1 molH2所占的体积约为22.4 L
C.在相同条件下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L
D.在标准状况下，任何气体的体积都是22.4 L
2.下列说法正确的是( )
A.在标准状况下，气体摩尔体积约为22.4 L
B.在标准状况下，1 mol水的体积约为22.4 L
C.一定温度和压强下,气体体积由构成气体的分子大小决定
D.在标准状况下，1.4 mol O2和0.6 mol CO2的混合气体所占的体积约为44.8 L
3.用NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A.在常温常压下，11.2 L N2含有的分子数为NA
B.在标准状况下，18 g H2O所占的体积约为22.4 L
C.在标准状况下，22.4 L O2和CO2的混合气体所含的氧原子数为2NA
D.在同温同压下，相同体积的任何气体单质所含的原子数相同
4.用NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A.在标准状况下，含有NA个氦原子的氦气的体积约为11.2 L
B.在常温常压下，32 g O2和O3的混合气体所含有的氧原子数为2.5NA
C.NA个CO分子与22.4 L N2的质量相等
D.在同温同压下，相同物质的量的气体，气体摩尔体积也相同
5.用NA为阿伏伽德罗常数的值下列叙述不正确的是( )
A.在同温同压下，相同体积的气体，其物质的量一定相等
B.在同温同压下，等质量的SO2气体和O2气体,分子数之比为1∶2
C.在同温同压下，甲容器充满O2，乙容器充满等质量的O3，则甲乙容器的体积比为2：3
D.m g某气体中含有的分子数为b，则 m g该气体在标准状况下的体积为
题号 1 2 3 4 5
质量水平 L1 L2 L1 L2 L1 L1 L2 L3 L1 L2 L2 L3 L2 L3 L3 L2 L2 L2 L4 L4
SOLO U M U M U U M R U M M R M R R M M M E E
题号 1 2 3 4 5
答案 A D C D C

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