物理教案－氣體摩爾體積[第一課時(shí)]

教學(xué)目標(biāo) 

知識(shí)目標(biāo)

??使學(xué)生在了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，理解氣體摩爾體積的概念。

??使學(xué)生在理解氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積的基礎(chǔ)上，掌握有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。

能力目標(biāo)

??通過氣體摩爾體積的概念和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

??通過有關(guān)氣體摩爾體積計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并了解學(xué)科間相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系。

情感目標(biāo)

??通過本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

??通過教學(xué)過程 中的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

教學(xué)建議

教材分析

??本節(jié)教材在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量概念的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)氣體摩爾體積的概念及有關(guān)計(jì)算，這樣的編排，有利于加深理解、鞏固和運(yùn)用有關(guān)概念，特別是深化了對(duì)物質(zhì)的量及其單位的理解。本節(jié)是今后學(xué)習(xí)有關(guān)氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)方程式的計(jì)算，以及學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要基礎(chǔ)。

本節(jié)教材首先注意了學(xué)科間的聯(lián)系和學(xué)生已有的知識(shí)，通過計(jì)算得出1mol幾種物質(zhì)的體積，設(shè)問：1mol 氣態(tài)物質(zhì)的體積是不是也不相同呢？然后介紹氣態(tài)物質(zhì)的體積與外界溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積，引出氣體摩爾體積的概念，最后是關(guān)于氣體摩爾體積概念的計(jì)算。

 

教學(xué)建議

教法建議

1．認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L，這個(gè)體積叫做氣體摩爾體積。”認(rèn)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(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。即 Vm=V/n �！庇纱丝梢钥闯觯瑲怏w摩爾體積是任意溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積與氣體的物質(zhì)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(dāng)溫度高于0℃，壓強(qiáng)大于101Kpa時(shí)，1mol任何氣體所占的體積也可能是22.4L。

教學(xué)中要給學(xué)生講清氣體摩爾體積與標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol的關(guān)系。

2．本節(jié)引入方法

⑴計(jì)算法：全班學(xué)生分成3組，分別計(jì)算1mol固、液態(tài)幾種物質(zhì)的體積并填表。

物質(zhì)

粒子數(shù)

1mol 物質(zhì)質(zhì)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(shí)物展示法：有條件的學(xué)校，可分別展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的實(shí)物，直觀得到體積不同的結(jié)論；展示22.4L實(shí)物模型，這種實(shí)物展示方法學(xué)生印象深刻，感性經(jīng)驗(yàn)得以豐富。

3.列表比較決定物質(zhì)體積的主要因素（用“√”表示）

物質(zhì)              因素

粒子的數(shù)目

粒子間平均距離

粒子本身大小

固、液態(tài)

√

 

√

氣態(tài)

√

√

 

講清當(dāng)粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)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(gè)乒乓球和50個(gè)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(yùn)用多媒體素材，展示微觀的變化，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣。例如：應(yīng)用微機(jī)顯示溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響；固、液、氣態(tài)物質(zhì)粒子間距離；1mol液態(tài)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(shè)問、討論，突破難點(diǎn)。討論題有：物質(zhì)體積的大小取決與哪些微觀因素？決定固、液、氣態(tài)物質(zhì)體積的主要因素？在粒子數(shù)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(qiáng)下進(jìn)行才有意義？為什么相同外界條件下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積不同，而1mol氣體物質(zhì)所具有的體積卻大致相同？在相同條件下，相同物質(zhì)的量的氣體所具有的體積是否相同？為什么1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣體積由18mL變?yōu)?.06×104mL體積擴(kuò)大1700倍？

6．在理解標(biāo)況下氣體摩爾體積這一特例時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下4點(diǎn)：①標(biāo)準(zhǔn)狀況 ②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L 只有符合這些條件，22.4L才是1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。因此，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下或固、液態(tài)物質(zhì)，不能使用22.4L/mol.

7．教材52頁“在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”，應(yīng)指出這個(gè)結(jié)論即為阿伏加德羅定律。學(xué)生基礎(chǔ)較好的班級(jí)，還可簡(jiǎn)單介紹阿伏加德羅定律的幾個(gè)重要推論。

8．教材53頁的例題2，是關(guān)于氣體摩爾體積的計(jì)算，教學(xué)中應(yīng)指出密度法是計(jì)算氣體相對(duì)分子質(zhì)量的常用方法，即M =ρVm如果是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則：M =ρ·22.4L/mol

9．在 V、n、m、N之間的關(guān)系可放在學(xué)習(xí)氣體摩爾體積計(jì)算例題前進(jìn)行，也可放在課后小結(jié)進(jìn)行。

教學(xué)建議

關(guān)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(zhǎng)／mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的體積均為22．4L。即標(biāo)準(zhǔn)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(shù)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(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系：  

（1）同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。

（2）同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比。

（3）同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。

（4）同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。

（5）同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。

此外還在運(yùn)用時(shí)要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時(shí)，其體積與壓強(qiáng)成反比；氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。

3．氣體摩爾體積的常見應(yīng)用  標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體為22．4L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對(duì)密度，可據(jù)以由氣體的相對(duì)密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對(duì) 的相對(duì)密度為15，則其相對(duì)分子質(zhì)量為 。常見的有：

    （1）由標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度求相對(duì)分子質(zhì)量：

    （2）由相對(duì)密度求氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：若為對(duì) 的相對(duì)密度則為： ，若為對(duì)空氣的相對(duì)密度則為： .

*（3）求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量（ ）：即混合氣體1mol時(shí)的質(zhì)量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分?jǐn)?shù)時(shí)見①，若為質(zhì)量分?jǐn)?shù)見②：

    ①

    ②

    （4）由同溫同壓下氣體反應(yīng)時(shí)的體積比求分子數(shù)比，進(jìn)而推分子式。

    （5）直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。

    （6）氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過量氣體。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例一

第二節(jié)  氣體摩爾體積

第一課時(shí)

知識(shí)目標(biāo)

??使學(xué)生在了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，理解氣體摩爾體積的概念。

能力目標(biāo)

??通過氣體摩爾體積的概念和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

情感目標(biāo)

??通過本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

??通過教學(xué)過程 中的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

教學(xué)重點(diǎn)：氣體摩爾體積的概念

教學(xué)難點(diǎn) ：相同溫度和壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量的任何氣體所占的體積大約相同的原因。

教學(xué)方法：設(shè)疑、導(dǎo)思、歸納、應(yīng)用

教學(xué)手段：多媒體輔助

教學(xué)過程 ：             

[復(fù)習(xí)提問] 1.1mol物質(zhì)含有的粒子數(shù)約是多少？

                  2.什么叫摩爾質(zhì)量？

[引入新課] 前面我們學(xué)習(xí)的物質(zhì)的量，它把宏觀上可稱量的物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來，宏觀上可感知的除了物質(zhì)的質(zhì)量，還有物質(zhì)所占的體積上節(jié)課我們研究了1mol物質(zhì)所具有的質(zhì)量，這節(jié)課我們來討論1mol物質(zhì)所占的體積。

[板書] 一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積

[提問] 已知物質(zhì)的質(zhì)量和密度，怎樣求體積？

學(xué)生回答：V=

[投影] 計(jì)算1mol幾種固、液態(tài)物質(zhì)的體積，填表；

物質(zhì)

粒子數(shù)

1mol 物質(zhì)質(zhì)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(xué)生分組計(jì)算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的體積分別為：7.2、10、18.3、18、53.6cm3

[微機(jī)顯示] 1mol物質(zhì)的體積

[板書] 1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同。

2.1mol氣態(tài)物質(zhì)的體積

[微機(jī)顯示] 影響氣體體積的因素

指導(dǎo)學(xué)生注意觀察分子間平均距離的變化。

[說明] 比較一定質(zhì)量氣體的體積，必須在相同溫度和壓強(qiáng)條件下。

[板書] 標(biāo)準(zhǔn)狀況：0℃，101kPa

[投影] 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2氣體的體積，并填表：

氣體

粒子數(shù)

1mol物質(zhì)質(zhì)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(xué)生分組計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2的體積分別為：22.4L、22.4L、22.3L

[板書] 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。

[強(qiáng)調(diào)] ①標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101Kpa）②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L

[展示] 22.4L體積的實(shí)物模型

[設(shè)疑] 在其它的溫度和壓強(qiáng)下，1mol氣體是否占有大約相同的體積呢？

[板書] 單位物質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol是什么關(guān)系？

[強(qiáng)調(diào)] 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(qiáng)下，氣體體積與氣體物質(zhì)的量之比。

[設(shè)問] 為什么在一定溫度、壓強(qiáng)下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)體積不同，而1mol氣體體積都大致相同呢？讓我們從物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)上找找原因。

[討論] 決定物質(zhì)體積的主要因素

[微機(jī)顯示] 影響物質(zhì)體積的因素

[提問] 1.1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣分子數(shù)是否變化？

2.為什么體積由18mL變?yōu)?.06×104mL，體積擴(kuò)大了1700倍。

[指出] 在粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于構(gòu)成物質(zhì)的粒子的大小，由于構(gòu)成不同物質(zhì)的粒子的大小不同，所以1mol固、液態(tài)物質(zhì)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(jié)論] 在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。即阿伏加德羅定律。應(yīng)用：同溫同壓： ，還可推導(dǎo)出

[練習(xí)] （投影）下列說法是否正確？如不正確，指出錯(cuò)誤的原因。

1. 1mol任何氣體的體積都是22.4L。

2. 1molH2的質(zhì)量是1g,它所占的體積是22.4L/mol。

3. 1mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)所占的體積都約為22.4L。

4.22.4LO2一定含有6.02×1023個(gè)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(gè)數(shù)比為1：3。

（答案：正確的是5.6.）

板書設(shè)計(jì) ：           

第二節(jié)  氣體摩爾體積

一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積

1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同。

2.1mol氣態(tài)物質(zhì)的體積

標(biāo)準(zhǔn)狀況：0℃，101Kpa

在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。

單位物質(zhì)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(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。即阿伏加德羅定律。應(yīng)用：同溫同壓： ，還可推導(dǎo)出

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