内容正文:
课题
专题1 物质的分类及计量
第二单元 物质的化学计量
第2课时 气体摩尔体积
学科
化学
学段
高中
年级
必修第一册
教材
苏教版(2019)必修第一册
教学目标及教学重点、难点
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;
3.理解阿伏加德罗定律及其推论,并能运用阿伏加德罗定律及其推论解决简单问题。
教学重点:
掌握气体摩尔体积、物质的量与体积的关系
教学难点:
阿伏伽德罗定律及其推论。
核心素养
1.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;
2.通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;
3.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。
教材分析
这节课的内容在高中化学中具有十分重要的作用。本节内容位于专题1《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。
教学过程(表格描述)
教学环节
主要教学活动
引入
新课
【复习引入】我们在前面的学习中已经知道了两个计算物质的量的公式:n=N/NA和n=m/M,如果已知某气体的体积,能否直接应用上述的公式计算出某气体的物质的量呢?显然不能,因为既不知道气体的分子数,也不知道气体的质量。
【设问】那么,气体体积与物质的量之间有什么关系呢?
新课讲授:
1、影响物质体积大小的因素
2、气体摩尔体积
3、阿伏伽德罗定律的推论及应用
【课堂练习】
1、影响物质体积大小的因素
【过渡】在日常生活中,我们可以看到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,这些状态生动地反映了物质世界的多样性。从微观上考察,物质是原子、分子或离子的聚集体。
【设问】固体有固定的形状,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】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结构上的差异导致了物质性质的不同。
【展示与讲解】PPT6,不同聚集状态物质的微观结构与宏观性质
【追问】1mol任何微粒的集合体所含的微粒数目都相同,但1mol不同物质的的质量往往不同。那么1mol不同物质的体积是否相同呢?
【回答】不相同
【展示】200C 1 mol 固体的体积及液体的体积的图片,同学们对比思考
【总结】相同条件下,1mol 固体或液体的体积一般各不相同。
【展示】1mol下列气体在 00C 1.01×105Pa 下的体积,这几种物质的体积是否相同呢?
【回答】几乎完成相同
【总结】相同条件(00C 1.01×105Pa)下,1mol气体的体积几乎完全相同,都约为22.4L
【追问】为什么相同条件下,1mol不同固体和液体的体积不同,而1mol不同气体的体积几乎相同?物质的体积与什么因素有关?
【讲解】影响物质体积大小的三个因素:粒子本身的大小;粒子数目的多少;粒子之间的距离
【过渡】我们再来看相同条件下,气、液、固间距的比较
【展示】PPT10
【讲解】固体、液体粒子间的距离非常小,所以固态、液态物质的体积跟微粒的大小有关。
气态物质虽然不同物质微粒的大小不同,但是微粒之间的距离要比微粒本身的直径大很多倍,所以气态物质的体积主要取决于气态物质之间的距离。
【提问】我们分析了体积对气态物质的影响,那么温度、压强是否对气体体积有影响呢?
【结论】同温同压下,任何气体分子之间的距离相同
【总结】
固体、液体物质粒子间间隔很小,在微粒数目相同的情况下,固体、液体的体积主要由粒子本身大小决定
气体物质分子间间隔远大于分子本身大小,在微粒数目相同的情况下,气体的体积主要由微粒间的距离大小决定,而分子间的平均距离受温度和压强的影响。
2、 摩尔体积
【讲解】(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
(3)单位:L•mol-1或m3•mol-1
(4)标准状况(273 K、101 kPa)下:Vm ≈ 22.4 L•mol-1
(5)物质的量(n)、气体体积(V)、气体摩尔体积(Vm)之间的关系:
V = n × Vm 或Vm = V/n 或n = V/Vm
【强调】(1)气体摩尔体积只能用于气体
(2)气体摩尔体积的数值随温度、压强的改变而改变。
(3)标准状况(0℃,101KPa) Vm≈22.4L/mol
【归纳总结】标准状况下,气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n= mol;
②气体的摩尔质量M=Vm·ρ=22.4ρ g·mol-1;
③气体的分子数N=n·NA=·NA;
④气体的质量m=n·M=·M g。
3、阿伏伽德罗定律的推论及应用
【介绍】意大利物理学家。生于一个律师家庭。化学上的重大贡献是建立分子学说。
为了纪念阿伏加德罗的伟大功绩,将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粒子,称为阿伏伽德罗定律。
【讲解】(1)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粒子。
(2)数学表达式:PV=nRT
P:气体压强(单位:kPa ) V:气体体积(单位:L)
n:物质的量(单位:mol) T:温度(单位:K)
R:常数(8.314 kPa·dm3·mol-1·K-1 )
(3)、注意事项:
①使用范围:任何气体(可以是单一气体也可以是混合气体)
②在定律中有四同:“三同”定“一同”
(4)阿伏加德罗定律的常用推论
同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比:=
同温同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比:=
同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比:=
【课堂练习】
1.关于物质的体积的说法正确的是( D )
A.1mol固体或液体的体积主要决定于微粒间的距离
B.固体和液体的微粒间的空隙很小,因此不能被压缩
C.气态物质微粒间的距离较大,因此气体体积决定于气体分子间的距离
D.气体的体积受温度和压强的影响较大,固体或液体的体积受温度和压
强的影响较小
2.下列关于气体摩尔体积的几种说法正确的是( C )
A.22.4 L任何气体的物质的量均为1 mol
B.非标准状况下,1 mol气体的体积不可能是22.4 L
C.0.1 mol H2、0.2 mol O2、0.3 mol N2和0.4 mol CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L
D.同温同压下,相同体积的任何气体单质所含分子数和原子数都相同
3.下列叙述正确的是( B )
A.同温同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的氧气和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1 L一氧化碳气体一定比1 L氧气的质量小
D.同温同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
4.在体积相同的两个密闭容器中分别充满C2H4、C3H6气体,当这两个容器内温度和气体密度相等时,下列说法正确的是( D )
A.两种气体的压强是P(C2H4)<P(C3H6)
B.C2H4比C3H6的质量小
C.两种气体的分子数目相等
D.两种气体的氢原子数目相等
5.下列说法正确的是( B )
A.硫酸、磷酸的摩尔质量均为98g
B.20℃、1.0×105Pa时,同体积的O2与CO2含有相同的分子数
C.标准状况下,16gO2与24g Mg所占的体积相同
D.当1mol气态物质的体积为22.4L时,该气体一定处于标准状况
课堂
总结
板书设计
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.有关计算:(标准状况下) V=n×22.4L/mol
二、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)。
三、阿伏加德罗定律
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
教学设计反思
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。
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