物理教案－氣體摩爾體積[第一課時]

教學目標 

知識目標

??使學生在了解氣體的體積與溫度和壓強有密切關系的基礎上，理解氣體摩爾體積的概念。

??使學生在理解氣體摩爾體積，特別是標準狀況下，氣體摩爾體積的基礎上，掌握有關氣體摩爾體積的計算。

能力目標

??通過氣體摩爾體積的概念和有關計算的教學，培養(yǎng)學生分析、推理、歸納、總結的能力。

??通過有關氣體摩爾體積計算的教學，培養(yǎng)學生的計算能力，并了解學科間相關知識的聯(lián)系。

情感目標

??通過本節(jié)的教學，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的主動參與意識。

??通過教學過程 中的設問，引導學生科學的思維方法。

教學建議

教材分析

??本節(jié)教材在學習了物質的量和摩爾質量概念的基礎上，學習氣體摩爾體積的概念及有關計算，這樣的編排，有利于加深理解、鞏固和運用有關概念，特別是深化了對物質的量及其單位的理解。本節(jié)是今后學習有關氣態(tài)反應物和生成物的化學方程式的計算，以及學習化學反應速率和化學平衡的重要基礎。

本節(jié)教材首先注意了學科間的聯(lián)系和學生已有的知識，通過計算得出1mol幾種物質的體積，設問：1mol 氣態(tài)物質的體積是不是也不相同呢？然后介紹氣態(tài)物質的體積與外界溫度、壓強的關系，計算出標準狀況下1mol氣體的體積，引出氣體摩爾體積的概念，最后是關于氣體摩爾體積概念的計算。

 

教學建議

教法建議

1．認真鉆研新教材，正確理解氣體摩爾體積的概念。

原必修本39頁“在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L，這個體積叫做氣體摩爾體積�！闭J為“22.4L/mol就是氣體摩爾體積”。

新教材52頁氣體摩爾體積的定義為“單位物質的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。即 Vm=V/n �！庇纱丝梢钥闯�，氣體摩爾體積是任意溫度和壓強下，氣體的體積與氣體的物質的量之比，而22.4L/mol是在特定條件（如：0℃，101KPa）下的氣體摩爾體積。注意：當溫度高于0℃，壓強大于101Kpa時，1mol任何氣體所占的體積也可能是22.4L。

教學中要給學生講清氣體摩爾體積與標準狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol的關系。

2．本節(jié)引入方法

⑴計算法：全班學生分成3組，分別計算1mol固、液態(tài)幾種物質的體積并填表。

物質

粒子數(shù)

1mol 物質質量（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實物展示法：有條件的學校，可分別展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的實物，直觀得到體積不同的結論；展示22.4L實物模型，這種實物展示方法學生印象深刻，感性經驗得以豐富。

3.列表比較決定物質體積的主要因素（用“√”表示）

物質              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個乒乓球和50個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．充分運用多媒體素材，展示微觀的變化，活躍課堂氣氛，激發(fā)學生興趣。例如：應用微機顯示溫度、壓強對氣體體積的影響；固、液、氣態(tài)物質粒子間距離；1mol液態(tài)水（0℃，18mL），加熱到100℃氣化為水蒸氣的體積變化等。

5．通過閱讀、設問、討論，突破難點。討論題有：物質體積的大小取決與哪些微觀因素？決定固、液、氣態(tài)物質體積的主要因素？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下進行才有意義？為什么相同外界條件下，1mol固、液態(tài)物質所具有的體積不同，而1mol氣體物質所具有的體積卻大致相同？在相同條件下，相同物質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體積擴大1700倍？

6．在理解標況下氣體摩爾體積這一特例時，應強調以下4點：①標準狀況 ②物質的量為1mol ③任何氣體物質 ④約為22.4L 只有符合這些條件，22.4L才是1mol任何氣體在標準狀況下的體積。因此，非標準狀況下或固、液態(tài)物質，不能使用22.4L/mol.

7．教材52頁“在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”，應指出這個結論即為阿伏加德羅定律。學生基礎較好的班級，還可簡單介紹阿伏加德羅定律的幾個重要推論。

8．教材53頁的例題2，是關于氣體摩爾體積的計算，教學中應指出密度法是計算氣體相對分子質量的常用方法，即M =ρVm如果是標準狀況下，則：M =ρ·22.4L/mol

9．在 V、n、m、N之間的關系可放在學習氣體摩爾體積計算例題前進行，也可放在課后小結進行。

教學建議

關于氣體摩爾體積

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。標準狀況下任何氣體的體積均為22．4L。即標準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。由此可以導出同溫同壓下不同氣體間的關系：  

（1）同溫同壓下，氣體的體積比等于物質的量比。

（2）同溫同容下，氣體的壓強比等于物質的量比。

（3）同溫同壓下，氣體的摩爾質量比等于密度比。

（4）同溫同壓下，同體積的氣體質量比等于摩爾質量比。

（5）同溫同壓下，同質量氣體的體積比等于摩爾質量的反比。

此外還在運用時要結合物理中的同物質的量的氣體在同溫時，其體積與壓強成反比；氣體體積與熱力學溫度在同壓條件下成正比。

3．氣體摩爾體積的常見應用  標準狀況下1mol氣體為22．4L，即可導出其質量便是該氣體的摩爾質量。據(jù)此可求出未知化學式的氣體摩爾質量和相對分子質量，也可求出1L氣體的質量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對密度，可據(jù)以由氣體的相對密度求氣體的摩爾質量，如某氣體對 的相對密度為15，則其相對分子質量為 。常見的有：

    （1）由標準狀況下氣體密度求相對分子質量：

    （2）由相對密度求氣體的相對分子質量：若為對 的相對密度則為： ，若為對空氣的相對密度則為： .

*（3）求混合氣體的平均相對分子質量（ ）：即混合氣體1mol時的質量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分數(shù)時見①，若為質量分數(shù)見②：

    ①

    ②

    （4）由同溫同壓下氣體反應時的體積比求分子數(shù)比，進而推分子式。

    （5）直接將氣體摩爾體積代入有關化學方程式進行計算。

    （6）氣體反應物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過量氣體。

教學設計示例一

第二節(jié)  氣體摩爾體積

第一課時

知識目標

??使學生在了解氣體的體積與溫度和壓強有密切關系的基礎上，理解氣體摩爾體積的概念。

能力目標

??通過氣體摩爾體積的概念和有關計算的教學，培養(yǎng)學生分析、推理、歸納、總結的能力。

情感目標

??通過本節(jié)的教學，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的主動參與意識。

??通過教學過程 中的設問，引導學生科學的思維方法。

教學重點：氣體摩爾體積的概念

教學難點 ：相同溫度和壓強下，相同物質的量的任何氣體所占的體積大約相同的原因。

教學方法：設疑、導思、歸納、應用

教學手段：多媒體輔助

教學過程 ：             

[復習提問] 1.1mol物質含有的粒子數(shù)約是多少？

                  2.什么叫摩爾質量？

[引入新課] 前面我們學習的物質的量，它把宏觀上可稱量的物質與微觀粒子聯(lián)系起來，宏觀上可感知的除了物質的質量，還有物質所占的體積上節(jié)課我們研究了1mol物質所具有的質量，這節(jié)課我們來討論1mol物質所占的體積。

[板書] 一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態(tài)物質的體積

[提問] 已知物質的質量和密度，怎樣求體積？

學生回答：V=

[投影] 計算1mol幾種固、液態(tài)物質的體積，填表；

物質

粒子數(shù)

1mol 物質質量（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

 

學生分組計算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的體積分別為：7.2、10、18.3、18、53.6cm3

[微機顯示] 1mol物質的體積

[板書] 1mol固、液態(tài)物質的體積不相同。

2.1mol氣態(tài)物質的體積

[微機顯示] 影響氣體體積的因素

指導學生注意觀察分子間平均距離的變化。

[說明] 比較一定質量氣體的體積，必須在相同溫度和壓強條件下。

[板書] 標準狀況：0℃，101kPa

[投影] 計算標準狀況下，1mol H2、O2、CO2氣體的體積，并填表：

氣體

粒子數(shù)

1mol物質質量(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

 

學生分組計算出標準狀況下，1mol H2、O2、CO2的體積分別為：22.4L、22.4L、22.3L

[板書] 在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。

[強調] ①標準狀況（0℃，101Kpa）②物質的量為1mol ③任何氣體物質 ④約為22.4L

[展示] 22.4L體積的實物模型

[設疑] 在其它的溫度和壓強下，1mol氣體是否占有大約相同的體積呢？

[板書] 單位物質的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。

           Vm =         單位：L/mol

[提問] 氣體摩爾體積與標準狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol是什么關系？

[強調] 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、壓強下，氣體體積與氣體物質的量之比。

[設問] 為什么在一定溫度、壓強下，1mol固、液態(tài)物質體積不同，而1mol氣體體積都大致相同呢？讓我們從物質的組成和結構上找找原因。

[討論] 決定物質體積的主要因素

[微機顯示] 影響物質體積的因素

[提問] 1.1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣分子數(shù)是否變化？

2.為什么體積由18mL變?yōu)?.06×104mL，體積擴大了1700倍。

[指出] 在粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)物質的體積主要決定于構成物質的粒子的大小，由于構成不同物質的粒子的大小不同，所以1mol固、液態(tài)物質的體積不相同；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。

[結論] 在相同的溫度和壓強下，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。應用：同溫同壓： ，還可推導出

[練習] （投影）下列說法是否正確？如不正確，指出錯誤的原因。

1. 1mol任何氣體的體積都是22.4L。

2. 1molH2的質量是1g,它所占的體積是22.4L/mol。

3. 1mol任何物質在標準狀況時所占的體積都約為22.4L。

4.22.4LO2一定含有6.02×1023個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所含的分子個數(shù)比為1：3。

（答案：正確的是5.6.）

板書設計 ：           

第二節(jié)  氣體摩爾體積

一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態(tài)物質的體積

1mol固、液態(tài)物質的體積不相同。

2.1mol氣態(tài)物質的體積

標準狀況：0℃，101Kpa

在標準狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。

單位物質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。應用：同溫同壓： ，還可推導出

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