資源簡介

2.3.2　氣體摩爾體積
教材分析：
本課時是教材第二章第三節內容，本節教材是學習物質的量和摩爾質量概念的基礎上，繼續學習氣體摩爾體積的概念與相關計算，這對學生學習有關氣態反應物和生成物的化學方程式的計算打下重要基礎。本節主要內容有氣體摩爾體積概念和阿伏加德羅定律，教材編寫從特殊概念到一般概念，符合認識的一般規律。學生在之前的學習中，已經掌握了物質的量和摩爾質量的相關概念，通過初中物理的學習，對于氣體、液體和固體的微粒排列方式有一定的認識，理解溫度和壓強對于氣體體積的影響及其原因。本課時的學習將從以上的微觀物理問題入手延伸至宏觀的摩爾體積問題，有助于學生加深對物質的量的理解。
學情分析：
摩爾質量的學習使得學生對物質的量的“橋梁”作用有一定的體會和認識；學生能夠用物質的質量、密度來計算物質的體積；對氣體分子間距離大，能夠壓縮，而固、液體不能壓縮有所了解。
而且高一的孩子們具有初步的知識遷移能力、分析問題能力；小組交流合作的模式已經初步形成。
但是分析問題的習慣沒有養成、方法比較單一、 能力很有限；對物質的量、摩爾質量的認識不夠深刻，對已經學過的兩個公式還不能靈活應用；良好的學習習慣有待繼續培養。
教學目標：
1：通過對摩爾體積的微觀意義的學習，從微觀上理解不同狀態的物質的摩爾體積的影響因素，進而延伸至宏觀物理量對摩爾體積的影響，理解從微觀到宏觀的辯證思想。
2：利用初中物理知識，聯系物質的量的基本概念，建立研究物質的摩爾體積的基本模型，使學生了解科學的推理過程，理解微觀粒子模型在化學研究中的重要作用。
3：利用氣體摩爾體積概念的建立過程，培養學生的科學精神，理解化學家從微觀研究到宏觀概念的哲學思想。
教學重難點：
氣體摩爾體積的概念和計算。
阿伏伽德羅定律及其推論
教法學法指導：
學生復習初中微觀粒子的知識，預習本課內容；
利用問題導學引導學生思考交流
利用動畫、視頻、多媒體等進行展示
教學過程：
【引入】
在實驗室中有一瓶氫氣，我們應該如何得到該氣體的物質的量呢？
【設疑】我們在上面的學習中已經知道了兩個計算物質的量的公式：和，應用上面的公式能不能計算出氫氣的物質的量呢？（不能，因為既不可能得到氫氣的分子數，也不可能稱量出氫氣的質量）那么我們能得到氫氣的什么物理量呢？（體積）如果已知氫氣的體積，能否求解氫氣的物質的量？
【思考與討論】氣體體積V 和 物質的量n 有什么關系呢？
由此可得出結論：同溫同壓下，1mol任何氣體的體積相同；1mol固體和液體的體積不相同
為什么會這樣呢？物質的體積受到哪些因素影響呢？
【講解】通過討論我們能得到，從微觀上講物質的摩爾體積的大小，首先受到粒子堆積方式的影響：如果是固體或者液體，其粒子之間的間距很小，所以影響物質的摩爾體積的因素就是粒子大小。例如，鐵和銅的摩爾體積為什么不一樣呢？這是因為鐵原子和銅原子的大小不一樣。顯然我們不可能再根據粒子的大小來取得到物質的摩爾體積，所以研究固體和液體的摩爾體積就沒有太大的意義。
【板書】二、影響物質摩爾體積的因素：
（1）固體和液體：粒子的大小
【投影】二、影響物質摩爾體積的因素：
（1）固體和液體：粒子的大小
【講解】如果是氣體，因為其粒子之間的距離遠大于粒子的直徑，所以影響氣體的摩爾體積的主要因素就是粒子間距。
【板書】二、影響物質摩爾體積的因素：
固體和液體：粒子的大小
氣體：粒子間距
【投影】二、影響物質摩爾體積的因素：
固體和液體：粒子的大小
氣體：粒子間距
【設疑】根據初中物理的學習，氣體體積的變化就是因為氣體的粒子間距在發生改變，那么氣體的粒子間距受什么物理量的影響呢？（溫度和壓強）
【板書】氣體摩爾體積：
三、摩爾體積
【投影】氣體摩爾體積：
三、摩爾體積
【設疑】根據摩爾質量的定義，同學們覺得摩爾體積的概念是什么？（單位物質的量的物質所具有的體積）
【講解】摩爾體積的符號為Vm，單位為L/mol，根據上述定義，我們也能得到公式，Vm代表摩爾體積。
【注意】1、標況下，H2O、酒精、CCl4、SO3、苯、HF等不是氣體。
2、標況下，１mol任何氣體體積約為22.4L。
3、可為單一的氣體，也可為混合氣體，氣體體積與分子種類無關。
【練習】下列說法是否正確 ？為什么？
1、標準狀況下任何氣體的體積都約是 22.4 L
2、1 mol CO2占有的體積約為 22.4 L
3、1 mol H2O在標準狀況下的體積約為 22.4 L
4、標準狀況下，1mol氧氣和氮氣的混合氣體的體積約為22.4L。
【講解】標狀下，Vm=22.4L/mol的使用要點：
條件：標準狀況(0 ℃、101KPa）
對象：氣體
物質的量：1mol
【特別提示】：１mol任何氣體，可為單一純凈的氣體，也可為混合氣體，氣體體積與分子種類無關。
[練習]1、在標準狀況下，2.2gCO2的體積約為多少？
2. 標準狀況下,體積均為11.2 L的O2所含有的分子數目為多少
【講解】同溫同壓下，任何氣體粒子的間距是相同的，所以一定具有相同的摩爾體積，即：同溫同壓下，任何氣體一定具有相同的氣體摩爾體積。根據，由于同溫同壓下，氣體的Vm是一樣的，可推出結論：相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數（物質的量）。這就是阿伏加德羅定律。
【投影】三、氣體摩爾體積：
1、阿伏加德羅定律：相同溫度和相同壓強下，相同體積的任何氣體一定具有相同的分子數（物質的量）
【練習】同溫同壓下，氫氣和氧氣的體積比為2:1，其物質的量的比為
【講解】根據阿伏加德羅定律，同溫同壓下，相同體積的任何氣體一定具有相同的物質的量，所以氫氣和氧氣的體積比為2:1時，其物質的量之比一定為2:1。通過這個練習我們可以得到阿伏加德羅定律的一個重要推論：同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質的量的比。
【練習】相同溫度和相同壓強下，質量相同的CO和CO2氣體，其物質的量的比為 ，其體積比為 ，其密度比為 ，含有的氧原子數量比為 。
【投影】CO的摩爾質量為28g/mol，CO2的摩爾質量為44g/mol，設兩者質量均為mg，則CO的物質的量為m/28 mol，CO2的物質的量為m/44 mol，其物質的量的比為11:7；根據阿伏加德羅定律的推論，體積比等于物質的量的比，所以體積比也是11:7；兩者質量相同，體積比為11:7，所以其密度比為體積比的反比，密度比為7:11；或者，根據得到：當Vm相同時，氣體密度與其摩爾質量成正比，這樣同學們就可以理解：氯氣密度大于空氣，氫氣密度小于空氣。CO和CO2的物質的量的比為11:7，所以含有的氧原子數量比為1×11:2×7=11:14。
【過渡】根據上面的學習，同學們知道：氣體的摩爾體積會受到溫度和壓強的影響，為了計算的方便，我們給出一個特定的溫度壓強下的氣體摩爾體積的數據。
【板書】三、氣體摩爾體積：
阿伏加德羅定律：
標準狀況下的氣體摩爾體積：
【投影】三、氣體摩爾體積：
1、阿伏加德羅定律：
2、標準狀況下的氣體摩爾體積：
【講解】在不同的溫度和壓強下，由于粒子間距可能不同，就會導致氣體的摩爾體積發生變化，因此使用氣體摩爾體積進行物質的量計算時，應該注意所處的溫度和壓強。一般規定0℃和101 kPa的條件為標準狀況，在標準狀況下，任何氣體的摩爾體積都約為22.4L/mol。
【練習】填寫下列空白（氣體都處于標準狀況）：
（1）0.1mol O2的體積為 L （2）3.36L的H2其質量為 g
（2）1.12L的CH4中氫元素的質量為 g
【投影】填寫下列空白（氣體都處于標準狀況）：
（1）0.1mol O2的體積為 L
（2）3.36L的H2其質量為 g
（3）1.12L的CH4中氫元素的質量為 g
，
【投影】本節小結。
學業評價：
本節課可以站在學生的角度去設計課堂的每一個環節，幫助他們構建化學知識體系。考慮到學生的實際接受能力，采用計算、實驗、模型、圖片等手段幫助學生建立宏觀和微觀之間的聯系。對于新知識，將大問題分割成層層遞進的小問題，降低探究難度，一步步解決，這樣，學生對于討論、探究的目的很明確，容易使他們集中注意力，比如，在討論第三個問題時，很多學生都熱情高漲。
課堂上要組織學生盡量全部參與討論，學習主動性不強，明確要求進行預習，使學生對要學習的知識點有初步印象，課堂的學習和問題才會有針對性。本節課可以設計更多學生自主提出問題，分析問題，最后解決問題。

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