氣體摩爾體積化學教案

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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，培養學生的計算能力，并了解學科間相關知識的聯系。

情感目標

通過本節的教學，激發學生的學習興趣，培養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。本節是今后學習有關氣態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。

本節教材首先注意了學科間的聯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氣態物質的體積是不是也不相同呢？然后介紹氣態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。”認為“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。”由此可以看出，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．本節引入方法

⑴計算法：全班學生分成3組，分別計算1mol固、液態幾種物質的體積并填表。

物質

粒子數

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

粒子的數目

粒子間平均距離

粒子本身大小

固、液態

√

√

氣態

√

√

講清當粒子數相同的條件下，固、液態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、氣態物質粒子間距離；1mol液態水（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、氣態物質體積的主要因素？在粒子數一定的情況下，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液態水變為1mol水蒸氣體積由18mL變為3.06×104mL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1mol③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時的質量數值。在已知各組成氣體的體積分數時見①，若為質量分數見②：

（4）由同溫同壓下氣體反應時的體積比求分子數比，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比可便于找出過量氣體。

教學設計示例一

第二節氣體摩爾體積

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，培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

情感目標

通過本節的教學，激發學生的學習興趣，培養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課我們研究了1mol物質所具有的質量，這節課我們來討論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、液態物質的體積，填表；

物質

粒子數

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、液態物質的體積不相同。

2.1mol氣態物質的體積

[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，1molH2、O2、CO2氣體的體積，并填表：

氣體

粒子數

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，1molH2、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1mol③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液態水變為1mol水蒸氣分子數是否變化？

2.為什么體積由18mL變為3.06×104mL，體積擴大了1700倍。

[指出]在粒子數相同的條件下，固、液態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所含的分子個數比為1：3。

（答案：正確的是5.6.）

板書設計：

第二節氣體摩爾體積

一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態物質的體積

1mol固、液態物質的體積不相同。

2.1mol氣態物質的體積

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目的分子。即阿伏加德羅定律。應用：同溫同壓：，還可推導出