1.2.3 气体摩尔体积 教学设计-2026-2027学年高一上学期化学苏教版必修第一册

苏教版高中化学必修1 专题一 第二单元 第三课时 气 体 摩 尔 体 积 教学设计 《气体摩尔体积》教学设计 授课人 ： 课题名称 气体摩尔体积 科目与年级 高一化学 教材分析 《气体摩尔体积》是高中化学必修课程中的重要内容，承上启下，巩固物质的量概念，又为后续学习化学平衡、化学反应速率等知识奠定基础。教材从物质的量与微观粒子数的关系引入，通过对比不同状态物质的体积，引导学生探究影响物质体积的因素，进而引出气体摩尔体积的概念，符合学生认知规律，有助于培养学生的逻辑思维和科学探究能力。 学情分析 在学生在学习本节课之前，已掌握物质的量、摩尔质量等概念，对气体分子间间距大，容易压缩，而固、液体难以压缩有所了解。但气体摩尔体积概念较为抽象，涉及微观粒子的运动和相互作用，对学生抽象思维能力要求较高。部分学生可能在理解影响气体体积的因素以及气体摩尔体积的适用条件时存在困难，教学中需结合实例和实验，帮助学生突破难点。 教学目标 1. 能从宏观和微观相结合的角度理解影响物质体积大小的因素，培养学生“宏观辨识与微观探析”的核心素养。 2. 理解气体摩尔体积的含义，利用气体摩尔体积知识体系的建立过程，培养学生“科学探究与创新意识”的核心素养。 3. 能够运用物质的量、质量、气体摩尔体积之间的相互关系进行计算，建立以物质的量为中心的化学计算模型，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。 教学重点 难点 重点：气体摩尔体积概念的建立、气体摩尔体积的相关计算。 难点：气体摩尔体积概念的理解和应用。 教学内容 设计意图 【情境导入】气体的计量--如何量取2mol氧气？ 在科学研究或实际生产中,涉及气态物质时,测量体积往往比称量质量更方便。所以,气体一般都是测量体积,而不是称量质量。那么,气体体积与物质的量之间有什么关系呢? 创设问题情境，激发学生的好奇心，为影响物质体积大小因素做铺垫。 探究一 影响气体体积大小的因素 【活动1】1mol物质的体积 阅读教材通过计算分别填写下表内容：1 mol各物质的体积，并寻找规律。 ①相同条件下（同温同压），1mol（粒子数相同）不同液体或固体体积不相同。 ②相同条件下（同温同压），1mol（粒子数相同）不同气体体积相同。 【活动2】影响物质体积大小的因素 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呢？ 用三维立体小球图从微观角度分析影响物质体积大小因素：粒子数目、粒子大小、粒子间距。 【活动3】1mol固体或液态体积不同的原因 固体或者液体，其粒子之间的间距很小，影响固体和液体物质体积的主要因素是粒子数目和粒子大小，由于不同固体粒子大小不同，所以1mol固体或液态体积不同。 【活动4】1mol不同气体体积相同的原因 对于气体来说，粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径。当粒子数目相同时，气体的体积主要取决于气体分子之间的距离。 气体的体积取决于分子的数目和分子的间距，分子的间距与温度、压强有关。 压强一定，升高温度，分子之间的距离变大，气体体积增大；反之，气体体积缩小。 温度一定，增大压强，粒子之间的距离减小，气体体积缩小；反之，气体体积增大。 总结：在相同温度、相同压强下，1mol气体的体积相同，1mol固体或液体的体积不同。 结合数据信息，通过简单计算，以表格数据分析引发学生认知冲突，感受1 mol物质的体积与物质的聚集状态的关系。 设置层层递进的思考活动使学生在掌握影响物质体积大小因素的同时突破“1mol不同气体在相同条件下体积相等”这一难点，为接下来气体摩尔体积概念做铺垫。 探究二 气体摩尔体积 【活动1】归纳气体摩尔体积的概念。 定义：单位物质的量的气体所占的体积 符号：Vm 单位：L/mol 数值：Vm的数值不是固定不变的，取决于气体所处的温度和压强。 【活动2】实验探究--测定常温常压下的气体摩尔体积。 设计实验方案：测定气体在常温常压下的气体摩尔体积(1 mol气体的体积)。 教师演示实验（虚拟实验室） 常温常压下，用5×10-4 mol稀硫酸（盐酸易挥发，不选用）和过量镁反应，通过气量计得出生成5×10-4 mol H2的体积，再换算成1mol气体的体积即是常温常压下的气体摩尔体积。 实验报告的总结，让学生进一步理解气体摩尔体积的概念。 【活动3】标准状况下的气体摩尔体积。 不同温度、压强下的气体摩尔体积不同。那科学家们在研究气体时，如果没统一温度和压强，用的气体摩尔体积各不相同就会得出不同的结论。为了避免这个问题，科学家们决定选用0℃、101KPa为标准状况（简称标况），在标准状况（0℃、101KPa ）下，Vm ≈ 22.4 L/mol ，也就是说在0℃、101KPa下，1mol任何气体的体积都约为22.4 L。 【活动4】回扣导入：如何取2mol氧气？ 利用刚才得知的“标况下，Vm=22.4l/mol”,找出物质的量、气体摩尔体积、气体体积的计算公式。 【活动5】“标况下，Vm=22.4l/mol”的使用注意事项。 标准状况下，5.6L N2 物质的量是多少？ 标准状况下，5.6L 混合气体（O2、N2） 物质的量是多少？ 分子数是多少？n 注意事项： ① Vm只适用于气态物质，包括混合气体。 （H2O、HF、SO3、CCl4等，标准状况下不是气体，不能使用） ② 气体摩尔体积随温度和压强的改变而改变，Vm=22.4L/mol需要在标准状况下才能使用。 【活动6】实践与应用 假如你是一位汽车安全气囊设计师，若某种汽车的安全气囊的体积为50L，需要放入叠氮化钠多少克？ 2NaN3==2Na+3N2 0℃、101KPa下，Vm ≈ 22.4 L/mol 【活动7】建构模型 通过刚才的练习，以物质的量为中心，通过摩尔质量、气体摩尔体积、阿伏伽德罗常熟，建立以物质的量为中心的化学计算模型，培养学生“证据推理与模型认知”的核心素养。 由给出概念到概念原理应用再到概念特例，层层递进，形成对气体摩尔体积概念的整体性认识，使学生理解的更加彻底。 虚拟实验室的引入，向AI教学迈进，引导学生随时感受化学实验实操的魅力。 解决情境问题，以物质的量为桥梁，建立宏观物质和微观粒子数目的联系，有助于解决化学和生活中的计量问题，感受化学与生产、生活密切相关。 【课后思考】改变温度---假如你是一位汽车安全气囊设计师，若某种汽车的安全气囊的体积为50L，需要放入叠氮化钠多少克？2NaN3==2Na+3N2 20℃、101KPa下 温度改变，Vm ≈ 22.4 L/mol就不可再用，那么我们应该如何计算呢？为下节课阿伏伽德罗定律做铺垫 发现问题，创设深度问题，激发学生求知欲。 【课堂小结】 教学反思 本节课主要以问题驱动开展教学，引导学生自主思考，充分体现了学生的主体地位。首先结合固体、液体、气体三种不同状态物质的数据信息，通过简单计算，让学生直观感受1mol物质的体积与物质状态的关系，再通过分析、归纳，得出影响物质的体积的因素有微粒数、微粒直径大小及微粒间距等。在此基础上，进一步分析在一定条件下，固、液、气三种不同状态下，三种因素具有不同特征，从而得出在不同条件下影响物质体积大小的决定因素，就自然得出气体摩尔体积的特点及相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积的结论。在教师引导下，明确标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22.4L/ mol。教学设计时问题设置，环环相扣，逐步深入，较好地体现了教师的主体地位。利用层层递进的问题灵活地突破何化解了教学的重难点。同时，教学过程中注意激发学生思考问题的意识、主动参与的意识、动手动脑的意识，有效培养学生的归纳总结和创新的能力。 同时也存在改进的地方：在设计测定常温常压下的气体摩尔体积实验方案中，实验会存在一定的误差，比如镁与稀硫酸的反应放热，如果气体未冷却到室温即读数，气体受热膨胀，体积偏大，会使得实验结果偏大；如果装置漏气，也会使得氢气的体积偏小；还有加入的硫酸也会占据一定体积，使氢气的体积偏大，因此应继续想办法改进实验装置。 1 学科网（北京）股份有限公司 $