高中化学人教版第一章从实验学化学第二节化学计量在实验中的应用 全国公开课

《化学计量在实验中的应用》教学设计（第2课时）气体摩尔体积一、教材分析《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，它揭示了气体的质量、体积和微观粒子之间的关系，是对物质的量的加深理解、巩固和运用，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。二、教学目标（一）知识与能力1、理解气体摩尔体积的概念；2、理解阿伏加德罗定律；3、掌握标准状况下气体体积与气体物质的量的关系。（二）过程与方法从分析研究影响固体、液体、气体体积的大小主要因素过程中，培养问题的意识，调动研究的主观欲望，体验归纳整理的过程，学习分析矛盾的主要方面和次要方面。（三）情感态度与价值观通过影响物质体积大小的因素和气体摩尔体积的学习，培养与人合作的团队精神，善于合作学习，共同提高，在学习中感受化学世界的美丽、奇妙和和谐。三、教学重难点教学重点：气体摩尔体积教学难点：决定物质体积的因素；气体摩尔体积。四、教学过程预习探究（学生用）1.物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。2.对于固态或液态物质来讲，粒子之间的距离是非常小的，这使的固态或液态的粒子本身的“直径”远远大于粒子之间的距离，所以决定固体或液体的体积大小的主要因素是：（1）粒子数目；（2）粒子的大小。3.对于气体来讲，分子之间的距离很大，远远大于分子本身的“直径”。所以决定气体体积大小的主要因素是：（1）粒子数目；（2）粒子之间的距离。4.若气体分子数目相同，则气体体积的大小主要取决于分子之间的距离。而气体分子间的距离的大小主要受温度和压强的影响。当压强一定时，温度越高，气体分子间的距离越大，则气体体积越大；当温度一定时，压强越大，气体分子间的距离越小，则气体体积越小。科学实验表明：在相同的温度和相同的压强下，任何气体分子间的平均距离几乎都是相等的。所以在一定条件下气体的体积主要受粒子数目的多少决定的。因此在相同条件下粒子数目相同的任何气体都具有相同的体积，这就是阿附加德罗定律。5.单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积；符号：VADVANCE\d3mADVANCE\u3；定义式：VADVANCE\d3mADVANCE\u3＝V/n；单位：L/mol或L·mol－和m3/mol或m3·mol－。6.在标准状况下气体的摩尔体积是mol。互动课堂（一）情景激思（教师用）【引入】在化学反应中经常遇到气体物质，对于气体物质来说，测量体积往往比称量质量更方便。那么气体体积与物质的物质的量以及物质的质量之间有什么关系呢？我们应如何建立气体体积与其物质的量的桥梁呢？而这个桥梁这就是我们这一节课所需要解决的问题——气体摩尔体积。【教师强调】本节课的课标是：初步了解气体摩尔体积的概念及其在化学计算中的简单应用。【板书】二、气体摩尔体积（二）合作探究（师生共用）【思考】通过以上学习的我们知道1mol微粒的质量，那么1mol微粒体积怎样求?【阅读】科学视野：【讲述】由于在1mol任何物质中的粒于数目都是相同的，都约是×1023。因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。在1mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。所以，l

mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。【投影】固体、液体、气体分子距离示意图：【学生讨论】对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。（补充板书）而不同气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所以1mol任何气体的体积基本相同。这里我们就引入了气体摩尔体积。结论：相同条件下，1mol气体的体积主要决定于分子间的距离。【引导】请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。【板书】4、气体的摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。（提问：为什么液体、固体没有摩尔体积）n=V/Vm【标准状况下】Vm=22．４L/mol)【复习回顾】通过上一节课的学习，我们知道，1mol任何物质的粒子个数都相等，都约为×1023个，1mol任何物质的质量都是以g为单位，在数值上等于构成该物质的粒子(分子，原子，离子等)的式量。那么，1mol任何物质的体积又该如何确定呢？请同学们先考虑下面的问题。【问题1】1mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来，如果已经知道了质量，若想要通过质量求体积，还需搭座什么桥呢？【学生思考回答】【教师总结】还需要知道密度。【问题2】质量、密度和体积三者之间的关系是什么？【学生思考回答】【教师总结】×密度体积＝＝＝＝＝＝质量密度÷【问题3】物质的体积与微观粒子间是否存在着一些关系呢？也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种关系呢？也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种联系呢？让我们带着这个问题，亲自动手寻找一下答案。【学生活动】阅读教材P13《科学探究》，并填空。（1）实验中的现象：两极均产生气体，其中一极为氢气，另一极为氧气，且二者体积比约为2：1。（2）质量（g）物质的量（mol）氢气和氧气的物质的量之比氢气2︰1氧气（3）从中你会得出什么结论？在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同。【教师活动】演示电解水的实验。【学生活动】观察讨论思考并回答问题。【教师总结】【问题4】下表列出了0℃、101kPa(标准状况)时O2和H2及CO2的密度，请计算出1molO2、H2和CO2的体积。从中你又会得出什么结论？物质物质的量（mol）质量（g）密度（g·L－1）体积（L）H212O2132CO2144结论：在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是。【学生活动】思考并计算。【教师总结】【过渡】以上我们讨论了气体的体积与物质的量的关系，那么对于固体或液体来讲是否有相同的关系呢？【问题5】下表列出了20℃时几种固体和液体的密度，请计算出1mol这几种物质的体积，从中你会得到什么结论？密度/g·cm-3质量/g体积/cm3Fe56Al2710H2O1818H2SO498结论：在相同条件下，1mol固体或液体的体积不相同，而且相差很大。【教师总结】【过渡】为什么在粒子数相同的条件下气体的体积基本相同而固体和液体的体积却差别很大呢？要回答这些问题，我们首先先回答下面的几个问题：一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？如果球的数目都为一百个呢？如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？【学生思考讨论并回答】【教师总结并板书】1、决定物质体积大小的因素有三个：（1）、物质所含结构微粒数多少；（2）、微粒间的距离(固态、液态距离小，排列紧密；气态分子间排列疏松)；（3）、微粒本身的大小(液态时小，气态时大)；【过渡】请同学们认真阅读教材P14思考决定固体或液体及气体体积的因素是什么？【学生活动】阅读教材P14并回答。【教师总结】对于固态或液态物质来讲，粒子之间的距离是非常小的，这使的固态或液态的粒子本身的“直径”远远大于粒子之间的距离，所以决定固体或液体的体积大小的主要因素是：（1）粒子数目；（2）粒子的大小。对于气体来讲，分子之间的距离很大，远远大于分子本身的“直径”。所以决定气体体积大小的主要因素是：（1）粒子数目；（2）粒子之间的距离。若气体分子数目相同，则气体体积的大小主要取决于分子之间的距离。而气体分子间的距离的大小主要受温度和压强的影响。当压强一定时，温度越高，气体分子间的距离越大，则气体体积越大；当温度一定时，压强越大，气体分子间的距离越小，则气体体积越小。科学实验表明：在相同的温度和相同的压强下，任何气体分子间的平均距离几乎都是相等的。所以在一定条件下气体的体积主要受粒子数目的多少决定的。【板书】（4）、决定固体或液体的体积大小的主要因素：①粒子的数目②粒子的大小（5）、决定气体体积大小的主要因素：①粒子的数目②粒子之间的距离【教师强调】无数实验事实证明，外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积。这给我们研究气体提供了很大的方便，为些，我们专门引出了气体摩尔体积的概念，这也是我们这节课所要学习的内容。【板书】2、气体摩尔体积【引导】请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。【板书】（1）、概念：单位物质的量的任何气体在相同条件下应占有相同的体积。这个体积称为气体摩尔体积。（2）、符号：Vm（3）、定义式：Vm=V(气体)/n（气体）（4）、单位：升/摩尔（L/mol或L·mol-1）；米3/摩尔（m3/mol或m3·mol-1）。【强调】我们为了研究方便，通常将温度为O℃，压强101kPa时的状况称为标准状态，根据大量实验事实证明，在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是。【板书】（5）、气体在标准状况下的摩尔体积约是。【自主练习】判断正误1.在标准状况下，1mol任何物质的体积都约为L。(×，物质应是气体)mol气体的体积约为L。(×，未指明条件标况)3.在标准状况下，1molO2和N2混合气(任意比)的体积约为L。(√，气体体积与分子种类无关)L气体所含分子数一定大于L气体所含的分子数。(×，未指明气体体积是否在相同条件下测定)5.任何条件下，气体的摩尔体积都是L。(×，只在标况下)6.只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是L。(×，不一定)【学生思考讨论回答】【教师点评】【问题6】从这几个试题来看，在理解标准状况下气体摩尔体积时应注意什么问题？【学生思考讨论回答】【教师总结并板书】（6）、注意事项：①、条件：是在标准状况（0℃、101kPa）下；②、研究对象：任何气体，可以是单一气体也可以是混合气体；③、物质的量：1mol；④、所占体积：约为。【问题7】同温同压下，如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢?所含的分子数呢?【学生思考讨论回答】【教师总结】因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变，各种气体在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。所以，同温同压下，相同体积的气体的物质的量相等。所含的分子个数也相等。这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，成为定律，叫阿伏加德罗定律。【板书】3.阿伏加德罗定律：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。【教师强调】对这一定律的理解一定要明确适用范围为气体。在定律中有四同：“同温”、“同压”、“同体积”、“同分子数目”，三同就可定为一同。【自主练习】若气体分子间的距离相同（即在同温同压下），则气体的体积大小主要取决于气体分子数目的多少（或物质的量的大小）。气体的分子数越多，气体的体积就越大。【教师总结】在同温同压下，气体的体积之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。——阿伏加德罗定律的推论之一.如：在同温同压下，A、B两种气体==【板书】4.阿伏加德罗定律推论：在同温、同压下，任何气体的体积之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。即：==【教师点拨】阿伏加德罗定律还有很多推论，请同学们结合气体状态方程PV＝nRT(P代表压强；V代表体积；n代表物质的量；R是常数；T代表温度)课后推导下列关系式：1、在同温、同压下，任何气体的密度之比与气体的摩尔质量（或相对分子质量）之比成正比。==2、在同温、同体积下，任何气体的压强之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。[小结]、气体的摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。n=V/Vm标准状况下：Vm=22．４L/mol五、教学反思本节课体现了以学生为主体，以培养学生的科学素养为主旨的教育理念，在实际教学中，学生有充裕的时间思考、讨论、回答问题，由于使用了计算机辅助教学，通过课件的演示来模拟展示学生的探究结果，更直观、更形象的帮助学生对抽象概念的理解，收到了很好的教学效果。在教学