1.2 物质的化学计量 第2课时（教学课件）化学苏教版必修第一册

该高中化学课件聚焦气体摩尔体积、气体定律及理想气体状态方程，通过《飞屋环游记》情境及“气体压缩与微观结构联系”问题导入，从微观结构分析影响物质体积因素，对比固体液体气体差异引出气体摩尔体积，进而衔接气体定律与状态方程，形成递进式学习支架。 其亮点在于以任务驱动整合实验数据（如1mol物质体积计算表格）与逻辑推理，通过典例剖析和当堂诊学培养科学思维（证据推理、模型建构）与科学探究能力。采用情境启思-分层研学-成效检验模式，助力学生深化概念理解与计算应用，为教师提供素养导向的结构化教学资源。

苏教版必修第一册 专题1 物质的分类与计量 第2课时 气体摩尔体积 第二单元 物质的化学计量 1 气体定律 2 气体摩尔体积 1 理想气体状态方程 3 学习内容导览 2 1.知道影响固、液、气态物质体积的因素，理解气体摩尔体积的概念。 2.会用气体摩尔体积进行物质的量与气体体积之间的转化计算。掌握气体定律和理想气体状态方程的应用。 重点：理解气体摩尔体积的概念、阿伏伽德罗定律及其推论，物质的量与气体体积之间的转化计算。 难点：影响物质体积大小的因素分析，阿伏伽德罗定律及其推论的理解与应用。 素养锚定·课标定位 飞屋环游记 情境启思·任务缘起 生活经验告诉我们：固体具有固定的形状，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。这与物质的微观结构有何联系？ 常温常压条件下，只有少数元素以气体形式存在，其中稀有气体为单原子形式，H2、N2、O2、F2和Cl2以双原子形式存在。许多分子化合物是气体。通常被称为汽化物。 室温下一些常见的气体化合物 化学式 名称 特性 H2S 硫化氢 剧毒，臭鸡蛋味 CO 一氧化碳 有毒、无色、无味 CO2 二氧化碳 无色、无味 CH4 甲烷 无色、无味、易燃 C2H4 乙烯 无色，可催熟水果 C3H8 丙烷 无色、无味、罐装液化气 NO2 二氧化氮 有毒、红棕色、刺激性气味 NH3 氨 无色、刺鼻气味 SO2 二氧化硫 无色、刺激性气味 情境启思·任务缘起 气体摩尔体积 01 6 一、气体摩尔体积 任务一 了解不同聚集状态物质的微观结构和宏观性质 我们已经知道，1 mol 任何微粒的集合体所含的微粒数目都相同，但1 mol 不同物质的质量往往不同。那么，1 mol 不同物质的体积是否相同呢？ 已知下列物质的密度，试计算1 mol 这些物质的体积，将结果填入下表。 课本P13 表 1-4 1 mol 不同物质的体积 物质 摩尔质量/（g·mol-1） 密度/（g·cm-3） 1 mol 物质的体积/cm3 Al 26.98 2.70 Fe 55.85 7.86 H2O 18.02 0.988 C2H5OH 46.07 0.789 H2 2.016 0.089 9 N2 28.02 1.25 CO 28.01 1.25 9.993 7.106 18.239 58.390 22.425 22.416 22.408 影响物质体积的因素有哪些 ？ 分层研学·探理悟新 一、气体摩尔体积 任务二 探究决定物质体积大小的因素 通过对比得出以下结论： ①1 mol 固体或液体的体积各不相同。 ②在标准状况[0 ℃ (273 K)，101kPa]下，1 mol 任何气体的体积均约为 22.4 L 。当温度和压强相同时，1 mol 任何气体的体积相同。 为什么会出现两种结论？ 物质的体积大小与什么有关？ 分层研学·探理悟新 8 一、气体摩尔体积 任务二 探究决定物质体积大小的因素 粒子的数目影响 物质体积的大小 粒子之间距离影响 物质体积的大小 粒子本身的体积影响物质体积的大小 分层研学·探理悟新 9 任务二 探究决定物质体积大小的因素 一、气体摩尔体积 微粒的数目 微粒之间的距离 微粒的大小 影响物质体积 大小的因素 氢原子的直径约为0.1纳米 铁原子的直径约为0.252 纳米 温度 压强 T升高——间距变大——V增大 p增大——间距变小——V减小 热胀冷缩 影响粒子间隙 1 mol固体、液体的体积主要取决于组成它们的微粒大小；1 mol气体的体积主要取决于分子间的距离； 所以，在相同条件下，任何1 mol气体 的体积相等。是个定值！ 分层研学·探理悟新 一、气体摩尔体积 任务三 学习提提摩尔体积的基本知识 符号 单位 公式 定义 Vm 一定温度、压强下，单位物质的量任何气体所占有的体积。 注意：任何气体包括单一的纯净气体和混合气体。 L/mol、m3/mol Vm = V n 标准状况下(0℃，101kPa)， 1 mol 任何气体的体积都为22.4L，即Vm=22.4L/mol 在标准状况下，H2O、SO3、CCl4(四氯化碳)、HF、NO2不是气体 分层研学·探理悟新 11 【例1】下列关于气体摩尔体积的说法正确的是（ ） A. 气体摩尔体积一定是22.4L/mol B. 只有在标准状况下，气体摩尔体积才是22.4L/mol C. 标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L D. 标准状况下，1mol O₂和N₂混合气体的体积约为22.4L D 典例剖析·逻辑释疑 【变式1】 (1)标准状况下，0.5 mol H₂占有的体积约为__________L。 (2)标准状况下，3.01×10²³个氧气分子所占的体积约为__________L。 11.2 11.2 典例剖析·逻辑释疑 气体定律 02 14 任务一 二、气体定律 深入学习压强-体积关系 定义气体的变量有四个：温度、压强、体积和气体量(通常用物质的量)。 这四个变量之间的关系式称为气体定律。英国化学家罗伯特·波义耳是第一个研究气体压力与体积之间定量关系的人。他发现将气体的压力降低到原来的一半，会导致气体体积增大一倍。相反，压力增大一倍会使体积减小到原来的一半。 恒温条件下： V= 常数×1/p 分层研学·探理悟新 任务二 二、气体定律 深入学习温度-体积关系 气体体积与温度的关系是由法国科学家雅克·查尔斯在1787年发现的。他发现气球的体积随着气球内气体温度的增加而增加，随气体温度的降低而降低。在恒压条件下，一定量的气体的体积与它的绝对温度成正比。 因此，绝对温度升高1倍会导致气体体积也扩大1倍。 恒压条件下： V=常数×T 需要注意的是，外推线 (虚线) 经过 -273℃。 还要注意在这个温度下，气体的体积是零。但这种情况从来没有出现过， 因为在达到这个温度之前，所有的气体都会液化或凝固。 分层研学·探理悟新 任务三 二、气体定律 深入学习数量-体积关系(阿伏加德罗定律) 1808年，盖·吕萨克观察到体积相结合的规律：在给定的压力和温度下，相互反应的气体的体积比为最小整数。例如，两体积的氢气与一体积的氧气反应生成两体积的水蒸气。三年后，阿伏伽德罗解释了盖·吕萨克的观察结果，并提出了现在所谓的阿伏伽德罗假说： 在相同的温度和压力下，体积相同的气体含有相同数量的分子 等同于相同物质的量的分子。 在0℃和101kPa下，任何22.4L的气 体都包含6.02×1023个气体分子 (即1mol) 分层研学·探理悟新 任务三 二、气体定律 深入学习数量-体积关系(阿伏加德罗定律) 条件 公式 解释 T、p相同 同温同压下，气体的物质的 量与其体积成正比 T、V相同 温度、体积相同的气体,压强与其物质的量成正比 n、p相同 物质的量相等、压强相同的气体，体积与其温度成正比 n、T相同 物质的量相等、温度相同的气体，压强与其体积成反比 阿伏伽德罗定律推论 分层研学·探理悟新 任务三 二、气体定律 深入学习数量-体积关系(阿伏加德罗定律) 阿伏伽德罗定律推论 条件 公式 解释 T、p相同 同温同压下，气体的密度与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比 T、p、V相同 同温同压下,体积相同的气体，质量与其相对分子质量(实际是摩尔质量)成正比 T、m、p相同 同温同压下,等质量的气体，相对分子质量(实际是摩尔质量)与其体积成反比 分层研学·探理悟新 【例1】同温同压下，下列气体密度最大的是（ ） A. N2 B. C2H4 C. CO D. H2S D 典例剖析·逻辑释疑 【例2】NA为阿伏加德罗常数，下列物质所含分子数最少的是(　　) B A．标准状况下4.48 L 的二氧化碳 B．3.2 g 氧气(氧气的摩尔质量为32 g/mol) C．含0.4 NA 个分子的氢气 D． 0.5 mol 氮气 典例剖析·逻辑释疑 理想气体状态方程 03 22 任务 三、理想气体状态方程 学习理想气体状态方程的推导过程 前面的气体定律都是通过固定两个变量后，再分析另外两个变量间的关系，而把它们合并起来就得到通用的气体定律。 波义耳定律： V∝1/p (n，T固定) 查尔斯定律： V∝T (n，p固定) 阿伏加德罗定律： V∝n (p，T固定) V∝nT/p 设定比例常数为R，则得到理想气体方程：pV=nRT p、T、V、n 任意“三同”可定另“一同”。 分层研学·探理悟新 【例1】下列各组中，两种气体的分子数一定相等的是( ) A．温度相同，体积相同的O2和CO B．温度相等，压强相等的CO和N2 C．压强相同，质量相同的O2和O3 D．体积相同，密度相等的CO和N2 D 典例剖析·逻辑释疑 【例2】如图所示。两瓶体积相等的气体，在同温同压下瓶内气体(N2O和CO2不反应)关系一定不正确的是( ) A．所含氧原子数相等 B．气体的总质量相等 C．气体的平均摩尔质量相等 D．气体的密度相等 A 典例剖析·逻辑释疑 一定温度、压强下，单位物质的量任何气体 所占有的体积。单位：摩尔（L/mol） 标准状况下， 1 mol 任何气体的体积 都为22.4L 气体摩尔体积 气体摩尔体积 理想气体方程 同温同压下，相同体积的任何气体都 含有相同数目的分子。 pV=nRT 气体定律 体系梳整·认知升华 1.NA为阿伏加德罗常数，下列物质所含分子数最少的是( ) A．标准状况下4.48 L 的二氧化碳 B．3.2 g 氧气(氧气的摩尔质量为32 g/mol) C．含0.4 NA 个分子的氢气 D． 0.5 mol 氮气 B 当堂诊学·成效校验 2.用NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( ) A．非标准状况下，1 mol NH3 的体积不可能是22.4 L B．含有NA 个氦原子的氦气在标准状况下的体积为11.2 L C．11.2 L O2 含有的分子数为0.5 NA D．标准状况下，11.2 L H2 中含有的分子数为0.5 NA D 当堂诊学·成效校验 3.下列叙述正确的是( ) A．0℃、101kPa下，任何气体的摩尔体积都约为22.4L⋅mol−1 B．标准状况下，1mol CCl4的体积约为22.4 L C．气体摩尔体积仅指标准状况下1 mol气体的体积 D．若1mol N2气体体积约为22.4 L，则它所处条件一定是“标准状况” A 当堂诊学·成效校验 4.同温同压下，同体积的甲、乙两种气体的质量比是17:14。若乙气体是氮气，则甲气体是( ) A．H2S B．Cl2 C．NH3 D．HCl A 当堂诊学·成效校验 5. 下列四种物质的判断叙述不正确的是(　　) ①标准状况下22.4L H2O；②标准状况下，1.5mol NH3； ③标准状况下，1.806×1024个HCl；④常温下，54 g Al。 A．所含原子数目：①>④>②>③ B．密度大小：④>①>③>② C．体积大小：③>②>①>④ D．质量大小：①>③>④>② A 当堂诊学·成效校验 6.设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述中正确的个数是( ) ①摩尔是基本的物理量之一 ②某原子的质量为a g，W g该原子的物质的量为W/aNA mol ③同温同体积时，气体的物质的量越大，压强越大 ④同温同压时，气体的密度之比等于相对分子质量之比 ⑤同温同压时，等质量的CH4和CO2的体积之比为11:4 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 C 当堂诊学·成效校验 7.如图所示，在一个恒温恒压的容器中，上方活塞可自由移动。25℃、100kPa下，向其中充入CO和O2的混合气体使容器内体积等于5L，充分燃烧后，恢复25℃、100kPa，容器内体积为4L，下列说法错误的是(　　) A．反应前后气体的总物质的量之比为5:4 B．反应前CO和O2的物质的量之比可能为3:2 C．反应前CO和O2的物质的量之比可能为4:1 D．若为恒温恒容容器，其他条件不变，反应后容器内压强为80kPa B 当堂诊学·成效校验 8.相同温度下，某密闭容器中有一个可自由滑动的隔板(厚度不计)，将容器分成两部分，当向甲容器中充入22.4 g N2和CO的混合气体、乙容器中充入一定质量的CO2时，隔板处于如图所示位置，则乙容器中CO2的质量为（ ） A．4.4g B．8.8g C．13.2g D．17.6g B 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 苏教版必修第一册 35 Lavf58.12.100 $