资源简介

专题1
物质的分类及计量
气体摩尔体积
本节教材位于专题一《物质的分类及计量》的第二单元的第二课时，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物质和宏观物质之间转化的知识。通过这节课的学习，培养学生运用“气体摩尔体积”等概念进行简单的计算，从而和前面的知识形成完整的体系，也为后续内容的学习奠定基础。这节课的内容在高中化学中具有十分重要的作用。本节内容的学习为学生高中的化学计算奠定了基础。所以本节内容的学习起到了一个承上启下的作用。
教学目标：1、掌握决定物质体积大小的因素的探究，气体摩尔体积的概念；
2、掌握气体摩尔体积、物质的量与体积的关系：
核心素养：通过本节的学习，引导学生自主学习、合作探究决定物质体积大小的因素，学习科学家研究化学的科学态度和研究方法；过在决定物质体积大小的因素的学习中，学生学会观察、比较、归纳等信息加工的方法；通过问题情景和反馈练习，培养学生问题意识，体验将所学知识应用于实际的问题解决过程。
1、掌握气体摩尔体积的概念；
2、掌握气体摩尔体积、物质的量与体积的关系：
学生复习上节课已学的内容，并预习本课内容；教师准备本节需要的多媒体课件。
【引入】回顾N与n、m与n之间各有什么数量关系？并猜想一下，能否利用n来求V？
【过渡】我们知道，物质在不同的温度和压强下，可以呈现出不同的聚集状态。如下：水、冰、水蒸气。其中，固态冰具有固定的形状和体积；液态水只具有固定的体积；气态水蒸气没有固定的形状和体积，但易被压缩。为什么同一物质的不同状态，性质不同呢？
【学生活动】思考并回答：本质原因：物质的微观结构不同
【过渡】不同聚集状态物质的结构与性质
物质的聚集状态
微观结构
微粒的运动方式
宏观性质
固态
微粒排列紧密，微粒间的空隙很小
在固定的位置上振动
有固定的形状，几乎不能被压缩
液态
微粒排列较紧密,微粒间的空隙较小
可以自由移动
没有固定的形状但不能被压缩
气态
微粒之间的距离较大
可以自由移动
没有固定的形状，且容易被压缩
【过渡】1mol任何微粒的集合体所含的微粒数目都相同；1mol微粒的质量往往不同；那么1mol物质的体积是否相同呢？温度为293K
物质名称
物质的量mol
摩尔质量g?mol-1
密度g?cm-3或g?L-1
体积cm3或L
Al
1
26.98
2.70
10
Fe
1
55.85
7.86
7.1
H2O（液）
1
18.02
0.998
18
C2H5OH
1
46.07
0.789
58.4
温度为273K,压强为1.01×105
H2
1
2.016
0.0899
22.4
N2
1
28.02
1.25
22.4
CO
1
28.01
1.25
22.4
总结：同温下，1mol
不同的固态、液态物质体积不同
同温同压下，1mol不同的气态物质，体积大约相同
【过渡】细对比物质的体积微观模型，猜想决定物质体积的因素？
微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离
【讲解】决定物质体积的主要因素
决定物质体积
的可能因素
决定固体和液体
体积的主要因素
决定气体体积
的主要因素
粒子的数目
√
√
粒子的大小
√
可以忽略
粒子的间距
可以忽略
√
总结：1、固、液体微粒间距很小，物质体积大小主要由微粒的大小和微粒的数目决定。所以，1mol固体、液体的体积不同（微粒的大小不同）。
2、气体微粒间距较大，物质体积大小主要由微粒间距离和微粒数目决定。相同条件下，1mol气体体积主要由微粒间距离决定。
【过渡】思考：气体微粒间距离的大小受什么因素的影响？怎样影响的？
【学生活动】思考并回答：影响因素：温度和压强
增大压强，微粒间的距离减小，体积缩小；
升高温度，微粒间的距离增大，体积增大。
【讲解】我们可得出结论：在温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有相同的体积。
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：气体在不同温度和压强下都有气体摩尔体积，数值可能相同，也可能不同。
特例：标准状况(
温度0oC、压强
1.01×105
Pa)下，
气体摩尔体积Vm约为：22.4L/mol
【课上练习】1、22.4L/mol是不是一定为标况下的气体摩尔体积？
2、非标准状况下是否存在气体摩尔体积？其数值是否也为22.4L/mol？
3、计算标况下，2mol
H2的体积是多少？总结V、Vm、n之间的关系？
【学生活动】思考并回答：
公式：V=n×Vm
Vm=V/n
或
n=V/Vm
【讲解】我们可以得出：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22
.4L
其中1、条件：标准状况，简称标况（温度0oC、压强
1.01×105Pa）
通常状况，又叫常温常压，指的是温度20
oC、压强1.01×105Pa
2、定量：物质的量为1mol
3、状态：必须为气体，固体和液体不适用
4、对象：任何气体，既可以是单一气体，也可以是混合气体
5、数值：
22.4L，且与气体种类无关。
6、有关计算：(标准状况下）
V=n×22.4L/mol
【练习】判断正误：
1.
标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L。
（错，物质应是气体）
2.
标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。（对，适用于任何气体）
3.
标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。（错，“约为”；单位应为L/mol）
4.
22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。
（错，未指明气体体积是否在相同条件下测定）
5.
只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约22.4L/mol。（错，不一定）
【讲解】我们可以得出：
1.气体摩尔体积只适用于气体（可以是任何一种单一组分的气体，也可以是相互不反应的混合气体）的有关计算，不适用于固体、液体。
2.在非标准状况下，1mol任何气体的体积不一定是22.4L，但也有可能为22.4L
3.回答概念性问题，"22.4L”“22.4L.mol-1”之前要加一个约字，在解答有关计算的问题时，这个“约”字可以略去。
4.已知m=ρv,则根据标况下气体的密度可求摩尔质量：
M=ρ标况×22.4L.mol-1
【讲解】阿伏加德罗定律
同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子(相同物质的量的分子)。
注意：（1）P、T、V、n任意“三同”可定另“一同”。
适用于任何气态物质，单一气体或混合气体。
标况下的气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的一个特例。
温度
压强
气体的量
气体的体积
阿伏加德罗定律
同温
同压
同分子数
同体积
气体摩尔体积
0℃
1大气压
1mol
22.4L
【练习】1.同温同压下，相同体积的下列气体中，质量最大的是（
）
（A）氯气
（B）氢气
（C）氧气
（D）氮气
2.同温同压下，同物质的量的CH4气体与CO体积比是（
）
（A）3：1
（B）1：1
（C）1：3
（D）2：3
【学生活动】思考并完成：A
B
【讲解】阿伏加德罗定律的数学表达式；
PV＝nRT
P：气体压强（单位：Pa
）
V：气体的体积（单位：L）
n：气体分子的物质的量（单位：mol）
T：温度（单位：K）
R：常数
根据阿伏加德罗定律我们可以得出其推论：
推论1：同温同压下，任何气体的体积之比等于物质的量之比（等于所含的分子数之比）
推论2：同温同压下，任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比
【练习】两个体积相同的容器，一个盛有一氧化氮，另一个盛有氮气和氧气。在同温同压下两容器内的气体一定具有相同的是
（
）
原子总数
（B）质子总数
（C）分子总数
（D）质量
【学生活动】思考并完成：A
C
本节课内容有一定难度，学生接受起来比较困难。重点在于让学生掌握气体摩尔体积的概念及有关计算有关的计算。需要学生多对知识进行了解和记忆，并及时做练习进行巩固。1.2.2气体摩尔体积
本节《气体摩尔体积》是在学习物质的量概念的基础上进行教学的。他揭示了气体的质量、体积和微观粒子之间的关系，是以后学习有关气态反应物和生成物化学方程式的计算的基础。通过本节知识的学习可以使他们既准又快的处理占计算比重较大的有气体参与的类型。
1、宏观辨识与微观探析：基于物质的量定量认识气体物质的体积。
2、变化观念与平衡思想：影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化。
3、科学精神与社会责任：发展严谨求实的科学态度。
1、理解决定物质体积大小的因素。
2、正确理解和掌握气体摩尔体积的概念及相关计算
多媒体课件
复习引入：上节课我们学习了物质的量，阿伏伽德罗常数以及摩尔质量。根据所学知识思考以下几个问题：1mol
O2分子的个数为多少，氧原子的个数为多少个，质量是多少克？
学生回答：NA，2NA,32克。
追问：1molO2分子的体积为多少呢？
讲解：要想这个问题，
我们首先要解决影响物质聚集状态的因素？这就是本节课我们要学习的知识。
学生活动：阅读教材第12-14页内容
板书：一、物质的聚集状态及其影响因素
交流讨论：固体具有固定的形状，液体、气体没有固定的形状；气体容易被压缩，而固体、液体不易被压缩。为什么固态、液态和气态物质的某些性质存在差异？这与物质的微观结构有何联系？
讲解：从微观上考察，物质是原子、分子或离子的聚集体。可见的宏观物质具有不同的聚集状态，如气态、液态和固态。同一种物质在不同的温度和压强下也可呈现出不同的聚集状态。在固态、液态、气态物质中，微粒的运动方式、微粒之间的距离是不同的，不同聚集状态的物质微观上差异导致了物质性质的不同。
PPT展示：
结论：物质的大小由粒子的大小、粒子的数目和粒子间的距离决定的。固态和液态物质的粒子间的距离小，主要由粒子的数目和粒子的大小决定；气体的粒子间距离大，气态物质的大小主要由粒子的数目和粒子间的距离决定。
思考：1mol任何微粒的集合体所含的微粒数目都相同，但1mol不同物质的质量往往不同。那么，1mol不同物质的体积是否相同呢？
PPT展示：交流讨论,学生计算完成
物质
摩尔质量/g?mol-1
密度
1mol物质的体积
Al
26.98
2.70g?cm-3
Fe
55.85
7.86g?cm-3
H2O
18.02
0.988g?cm-3
C2H5OH
46.07
0.789g?cm-3
H2
2.016
0.0899g?L-1
N2
28.02
1.25g?L-1
CO
28.01
1.25g?L-1
思考：1、1摩尔的固态和液态物质的体积一般不同，为什么？
在相同条件下，1摩尔的气态物质的体积为什么基本相同？
学生活动：学生阅读教材第14页内容。
板书：二、气体摩托尔体积
讲解：1、在温度和压强一定时，物质的体积与物质所含微粒数目、微粒的大小和微粒之间的距离有关。任何1mol
固态物质或液态物质所含的微粒数相同。微粒之间的距离很小，但微粒的大小不同，所以1mol固态物质或液态物质的体积往往是不同的。
2、任何1mol气态物质所含微粒数相同，虽然微粒的大小不同，但微粒之间的距离要比微粒本身的直径在很多倍，所以1mol气态物质的体积主要取决于气态物质中微粒之间的距离。而这种距离与外界的温度、压强有关。当温度、压强一定时，任何气体（包括混合气体）微粒间的距离基本相同。
板书：1、定义：单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积。
2、符号：Vm
单位：L/mol或M3/mol
公式：Vm
=
讲解：大量科学实验研究表明，在标准状况（273K，101KPa)下，1mol任何气体物质所占体积约为22.4L。
标况，Vm=22.4L/mol
影响因素：温度和压强
讲解：
(1)看所处条件：必须为标准状况。非标准状况下，1
mol气体的体积不一定是22.4
L。
(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。
(3)看数值单位：单位是L·mol－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。
PPT展示：
课堂练习1：0.464g氦气的物质的量为多少？在标准状况下，这些氦气的体积为多少？
课堂练习2：已知2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，把9.2g金属Na投入水中充分反应，在标准状况下能产生多少体积的氢气？
讲解：科学实验研究表明：任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
板书：三、阿伏加德罗定律
1、内容：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
讲解：
（1）同温同压下，相同体积的任何气体具有相同的分子数，也有相同的物质的量。
（2）温度、压强一定时，任何具有相同微粒数的气体都具有大致相同的体积。
2、推论：同温同压下，任何气体的体积比等于物质的量之比，也等于气体的分子数之比。
PPT展示：课堂练习3：
下列说法正确的是（
）
（A）在标准状况下，1mol水和1molH2的体积都约是22.4L
（B）2gH2和44gCO2的体积相等
（C）1mol某气体的体积为22.4L，则该气体一定处于标准状况
（D）在标准状况下，1gH2和11.2LO2的物质的量相等
课堂小结：
课堂总结：
本堂课教师在授课当中主要采用的是诱导的方法，设问时，采用“层层设问、环环相扣、步步深入”的方法，将问题具体化、简单化以此来调动同学们的学习积极性，效果较好。

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