高中化學(xué)必修一 2.3.2 氣體摩爾體積教學(xué)設(shè)計

1、2.3.2氣體摩爾體積本課時是教材第二章第三節(jié)內(nèi)容，本節(jié)教材是學(xué)習(xí)物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量概念的基礎(chǔ)上，繼續(xù)學(xué)習(xí)氣體摩爾體積的概念與相關(guān)計算，這對學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)方程式的計算打下重要基礎(chǔ)。本節(jié)主要內(nèi)容有氣體摩爾體積概念和阿伏加德羅定律，教材編寫從特殊概念到一般概念，符合認識的一般規(guī)律。學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)掌握了物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量的相關(guān)概念，通過初中物理的學(xué)習(xí)，對于氣體、液體和固體的微粒排列方式有一定的認識，理解溫度和壓強對于氣體體積的影響及其原因。本課時的學(xué)習(xí)將從以上的微觀物理問題入手延伸至宏觀的摩爾體積問題，有助于學(xué)生加深對物質(zhì)的量的理解。宏觀辨識與微觀探析：通過對摩爾體積

2、的微觀意義的學(xué)習(xí)，從微觀上理解不同狀態(tài)的物質(zhì)的摩爾體積的影響因素，進而延伸至宏觀物理量對摩爾體積的影響，理解從微觀到宏觀的辯證思想。證據(jù)推理與模型認知：利用初中物理知識，聯(lián)系物質(zhì)的量的基本概念，建立研究物質(zhì)的摩爾體積的基本模型，使學(xué)生了解科學(xué)的推理過程，理解微觀粒子模型在化學(xué)研究中的重要作用?？茖W(xué)精神與社會責(zé)任：利用氣體摩爾體積概念的建立過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，理解化學(xué)家從微觀研究到宏觀概念的哲學(xué)思想。氣體摩爾體積的概念和計算。學(xué)生復(fù)習(xí)初中微觀粒子的知識，預(yù)習(xí)本課內(nèi)容；教師準備多媒體課件?！疽搿吭趯嶒炇抑杏幸黄繗錃?，我們應(yīng)該如何得到該氣體的物質(zhì)的量呢？【設(shè)疑】我們在上面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)知道了兩

3、個計算物質(zhì)的量的公式：和，應(yīng)用上面的公式能不能計算出氫氣的物質(zhì)的量呢？（不能，因為既不可能得到氫氣的分子數(shù)，也不可能稱量出氫氣的質(zhì)量）那么我們能得到氫氣的什么物理量呢？（體積）如果已知氫氣的體積，能否求解氫氣的物質(zhì)的量？【板書】氣體摩爾體積：一、摩爾體積【投影】氣體摩爾體積：一、摩爾體積【設(shè)疑】根據(jù)摩爾質(zhì)量的定義，同學(xué)們覺得摩爾體積的概念是什么？（單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的體積）【講解】摩爾體積的符號為Vm，單位為L/mol，根據(jù)上述定義，我們也能得到公式，Vm代表摩爾體積，即物質(zhì)的量等于該物質(zhì)的體積除以其摩爾體積。但是這個公式的應(yīng)用依然取決于物質(zhì)的摩爾體積是否容易得到。那么，怎么才能得到物質(zhì)

4、的摩爾體積呢？【設(shè)疑】摩爾體積就是每1mol物質(zhì)的體積，例如，鐵的摩爾體積就是指每1molFe的體積，那么1molFe的體積為多少呢？（1mol鐵的質(zhì)量為56g，其體積可以用質(zhì)量除以密度得到：56g7.874 gcm-3 = 7.112cm3）【講解】根據(jù)上述的計算過程，我們可以得到如下的計算摩爾體積的公式，即物質(zhì)的摩爾體積等于其摩爾質(zhì)量與密度的比值。但是這種計算方法顯然不是很方便，因為物質(zhì)的密度并不容易得到，如何才能比較方便的得到物質(zhì)的摩爾體積呢？【過渡】如上的研究實際上已經(jīng)無法比較方便的得到物質(zhì)的摩爾體積了，下面我們換一個思考的方向，從微觀粒子入手，研究物質(zhì)的摩爾體積?！驹O(shè)疑】宏觀上講，一

5、個物質(zhì)的摩爾體積就是每1mol該物質(zhì)在空間上占據(jù)的體積，同學(xué)們能不能從微觀上理解，什么是物質(zhì)的摩爾體積？（微觀上講，物質(zhì)的摩爾體積就是指NA個物質(zhì)粒子在空間上所能占據(jù)的體積）【板書】氣體摩爾體積：摩爾體積：影響物質(zhì)摩爾體積的因素：【投影】氣體摩爾體積：摩爾體積：二、影響物質(zhì)摩爾體積的因素：【學(xué)生活動】摩爾體積就是每1mol物質(zhì)的體積，或者說是大約6.021023個粒子在空間能占據(jù)的體積，這么多的粒子在空間上能占據(jù)多大的體積由什么決定呢？請同學(xué)們互相交流討論一下?！局v解】通過討論我們能得到，從微觀上講物質(zhì)的摩爾體積的大小，首先受到粒子堆積方式的影響：如果是固體或者液體，其粒子之間的間距很小，所以

6、影響物質(zhì)的摩爾體積的因素就是粒子大小。例如，鐵和銅的摩爾體積為什么不一樣呢？這是因為鐵原子和銅原子的大小不一樣。顯然我們不可能再根據(jù)粒子的大小來取得到物質(zhì)的摩爾體積，所以研究固體和液體的摩爾體積就沒有太大的意義?！景鍟慷?、影響物質(zhì)摩爾體積的因素：（1）固體和液體：粒子的大小【投影】二、影響物質(zhì)摩爾體積的因素：（1）固體和液體：粒子的大小【講解】如果是氣體，因為其粒子之間的距離遠大于粒子的直徑，所以影響氣體的摩爾體積的主要因素就是粒子間距?！景鍟慷?、影響物質(zhì)摩爾體積的因素：固體和液體：粒子的大小氣體：粒子間距【投影】二、影響物質(zhì)摩爾體積的因素：固體和液體：粒子的大小氣體：粒子間距【設(shè)疑】根據(jù)

7、初中物理的學(xué)習(xí)，氣體體積的變化就是因為氣體的粒子間距在發(fā)生改變，那么氣體的粒子間距受什么物理量的影響呢？（溫度和壓強）【講解】同溫同壓下，任何氣體粒子的間距是相同的，所以一定具有相同的摩爾體積，即：同溫同壓下，任何氣體一定具有相同的氣體摩爾體積。根據(jù)，由于同溫同壓下，氣體的Vm是一樣的，可推出結(jié)論：相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數(shù)（物質(zhì)的量）。這就是阿伏加德羅定律?！景鍟咳?、氣體摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：相同溫度和相同壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數(shù)（物質(zhì)的量）【投影】三、氣體摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：相同溫度和相同壓強下，相同體積的任何氣體一

8、定具有相同的分子數(shù)（物質(zhì)的量）【練習(xí)】同溫同壓下，氫氣和氧氣的體積比為2:1，其物質(zhì)的量的比為 【講解】根據(jù)阿伏加德羅定律，同溫同壓下，相同體積的任何氣體一定具有相同的物質(zhì)的量，所以氫氣和氧氣的體積比為2:1時，其物質(zhì)的量之比一定為2:1。通過這個練習(xí)我們可以得到阿伏加德羅定律的一個重要推論：同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量的比。【練習(xí)】相同溫度和相同壓強下，質(zhì)量相同的CO和CO2氣體，其物質(zhì)的量的比為 ，其體積比為 ，其密度比為 ，含有的氧原子數(shù)量比為 ?！就队啊緾O的摩爾質(zhì)量為28g/mol，CO2的摩爾質(zhì)量為44g/mol，設(shè)兩者質(zhì)量均為mg，則CO的物質(zhì)的量為m/28 mol，C

9、O2的物質(zhì)的量為m/44 mol，其物質(zhì)的量的比為11:7；根據(jù)阿伏加德羅定律的推論，體積比等于物質(zhì)的量的比，所以體積比也是11:7；兩者質(zhì)量相同，體積比為11:7，所以其密度比為體積比的反比，密度比為7:11；或者，根據(jù)得到：當Vm相同時，氣體密度與其摩爾質(zhì)量成正比，這樣同學(xué)們就可以理解：氯氣密度大于空氣，氫氣密度小于空氣。CO和CO2的物質(zhì)的量的比為11:7，所以含有的氧原子數(shù)量比為111:27=11:14?！具^渡】根據(jù)上面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們知道：氣體的摩爾體積會受到溫度和壓強的影響，為了計算的方便，我們給出一個特定的溫度壓強下的氣體摩爾體積的數(shù)據(jù)。【板書】三、氣體摩爾體積：阿伏加德羅定律：標準狀況下的氣體摩爾體積：【投影】三、氣體摩爾體積：1、阿伏加德羅定律：2、標準狀況下的氣體摩爾體積：【講解】在不同的溫度和壓強下，由于粒子間距可能不同，就會導(dǎo)致氣體的摩爾體積發(fā)生變化，因此使用氣體摩爾體積進行物質(zhì)的量計算時，應(yīng)該注意所處的溫度和壓強。一般規(guī)定0和101 kPa的條件為標準狀況，在標準狀況下，任何氣體的摩爾體積都約為22.4L/mol?！揪毩?xí)】填寫下列空白（氣體都處于標準