資源簡介

物質(zhì)的量 （第2課時）
大單元-高中化學必修1第二章第三單元
1.了解氣體摩爾體積的含義及應用。
2.能運用物質(zhì)的量與氣體摩爾體積之間的相互關系進行簡單計算。
3.體會定量研究對化學學科的重要意義。
我們接觸到的化學物質(zhì)有固體、液體也有氣體。在化學研究中如何計量氣體的量呢？我們經(jīng)常用到體積與質(zhì)量這兩個物理量，那么氣體的體積與我們前面學習的物質(zhì)的量有什么關系呢？我們能否知道一定體積的氣體中含有的分子數(shù)？要回到這些問題，我們就要知道什么是氣體摩爾體積。
【任務三】比較兩種氣體的體積——認識“氣體摩爾體積”
【任務三】比較兩種氣體的體積——認識“氣體摩爾體積”
1.比較產(chǎn)生氣體體積的大小并思考其原因
【活動設計】
人們發(fā)現(xiàn)，在溫度和壓強一定的情況下，1mol的不同氣體具有相同的體積。完成實驗。 實驗步驟： (1)稱取6.5 g鋅粒與10.6 g Na2CO3，固體分別置于兩個相同的氣囊中。 (2)在兩個錐形瓶中分別加入稍過量的稀硫酸(等體積、等濃度)。 (3)將氣囊口固定在錐形瓶口上，防止漏氣。 (4)將氣囊中的物質(zhì)緩緩倒入錐形瓶中使它們充分反應。 已知：標準狀況下，氫氣的密度是0.0899g·L-1，二氧化碳的密度是1.927g·L-1。 比較的結(jié)果： 對原因的思考：
【設計意圖】
學生通過計算可以很容易地發(fā)現(xiàn)，二者產(chǎn)生的氣體質(zhì)量不同，但物質(zhì)的量和粒子數(shù)目相同。通過實驗可以直觀地展示有關現(xiàn)象，激發(fā)學生的好奇心，提高學生學習的積極性，以便他們能夠踴躍地思考、交流和參加接下來的學習活動。
2.你知道物質(zhì)的體積受哪些因素的影響嗎
【活動設計】
影響固體和液體體積的因素： 影響氣體體積的因素：
發(fā)散思維：畫圖表示氣體分子間距的變化 在一個針筒內(nèi)吸入適量的乙醚蒸氣，推動活塞使針筒內(nèi)的體積變?yōu)樵瓉淼囊话搿Ｈ绻阌幸粋€放大鏡能夠看到針筒內(nèi)的乙醚分子請畫圖分別表示推動活塞前后乙醚分子之間的距離。(乙醚分子可以用小黑點表示)
【設計意圖】
此活動為上一個活動的繼續(xù)。學生的積極性在上一個活動中被調(diào)動起來之后，非常想知道為什么兩種物質(zhì)的量相同的氣體會具有相同的體積(等溫、等壓條件下)教師此時提出該問題，能夠促進學生積極參與討論、交流。通過該問題，不僅可以讓學生從宏觀和微觀兩個角度看待物質(zhì)，還可以培養(yǎng)學生主動思考、勇于表達善于溝通交流等方面的品質(zhì)。
3.計算1mol這些物質(zhì)的體積
【活動設計】
已知下列物質(zhì)的密度，請算出1mol這些物質(zhì)的體積。
深度思考： 為什么相同的溫度、壓強下1mol氣體的體積相同而固體液體的體積不同？阿伏加德羅定律的微觀解釋是什么？
【設計意圖】
學生在前面的活動中已經(jīng)知道了相同物質(zhì)的量的氣體具有相同的體積(等溫、等壓條件下)，并且通過尋找影響物質(zhì)體積的因素探討這一現(xiàn)象背后的原因。氣體的這一性質(zhì)是否可以推廣到固體和液體呢？通過計算，學生將知道答案。
4.推導氣體的體積、物質(zhì)的量以及氣體摩爾體積之間的關系
【活動設計】
通過計算可以發(fā)現(xiàn)，在標準狀況下， lmol不同氣體所具有的體積是一樣的。而固體和液體的體積卻各不相同。人們將一定溫度和壓強下，單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫作“氣體摩爾體積”，用Vm表示，常用的單位為L·mol-1 推導過程與結(jié)果：
【設計意圖】
通過之前的活動，學生已經(jīng)了解到物質(zhì)的量這一物理量表示“堆”，而一“堆”氣體分子的體積(單位為L)在數(shù)值上等于相應條件下的氣體摩爾體積(單位為L·mol-1)——這可以作為氣態(tài)物質(zhì)一“堆”粒子的標準。如果知道某氣態(tài)物質(zhì)的體積，就能夠通過氣體摩爾體積計算出它有多少“堆”，即該氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量。學生可以自行構(gòu)建起三者之間的關系，并且在后續(xù)活動中靈活運用。
5.計算這些氣體的氣體摩爾體積
【活動設計】
在標準狀況下，已知氣體的密度，計算出它們的氣體摩爾體積。
【設計意圖】
給定若干種氣體的摩爾質(zhì)量以及它們在標準狀況下的密度，學生可以運用已有知識自行計算出它們在標準狀況下的氣體摩爾體積。通過比較計算結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)不同氣體在標準狀況下的氣體摩爾體積大致相同，可以讓學生加深對于之前活動所得結(jié)果的體會。
6.計算這些氣體的物質(zhì)的量和分子數(shù)
【活動設計】
科學家通過研究發(fā)現(xiàn)，氣體摩爾體積的數(shù)值取決于溫度和壓強。例如，標準狀況下的氣體摩爾體積為22.4L·mol-1， 25℃、101kPa時為24.5L·mol-1。在相同溫度和壓強下，體積相同的任意氣體的物質(zhì)的量相同，其中所含的粒子數(shù)目也相同。
在標準狀況下，已知氣體的體積，計算它們的物質(zhì)的量和分子數(shù)。
【設計意圖】
此活動為上一個活動的繼續(xù)。學生已經(jīng)知道物質(zhì)的量和氣體摩爾體積的含義，理解它們和氣體體積的關系，因此可以引導他們運用這樣的關系解決實際問題，讓學生體驗通過本部分學習任務取得的成果。
1.一定溫度和壓強下的理想氣體，影響其所占體積大小的主要因素是( )
A.分子數(shù)目的多少 B.分子直徑的大小
C.分子間距離的大小 D.分子間引力的大小
2.設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列敘述正確的是( )
A含有NA個氦原子的氦氣在標準狀況下的體積約為11.2L
B.在25℃、1.01×105Pa條件下，64g SO2含有的原子數(shù)為3NA
C.在常溫常壓下，11.2 LCl2含有的分子數(shù)為0.5 NA
D.標準狀況下，11.2 L H2O含有的分子數(shù)為0.5 NA
3.設NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是( )
A.2g氫氣所含分子數(shù)目為NA
B.2.4g金屬鎂變成鎂離子，失去的電子數(shù)目為0.1 NA
C.在25℃、1.01×105Pa條件下，11.2L氮氣所含的原子數(shù)目為NA
D.標準狀況下，1mol H2所占體積約為22.4L，1molH2和N2的混合氣體的體積
約為44.8L
4.在0℃、1.01×105Pa條件下，下列有關H2、O2、CH4三種氣體的敘述正確的是( )
A.其密度之比等于物質(zhì)的量之比
B.其密度之比等于摩爾質(zhì)量之比
C.等質(zhì)量的三種氣體，其體積之比等于相對分子質(zhì)量之比
D等體積的三種氣體，其物質(zhì)的量之比等于相對分子質(zhì)量之比
5.現(xiàn)有標準狀況下的4種氣體：①6.72LCH4;②3.01×1023個HCl分子;③13.6gH2S;④ 0.2molNH3。請將這4種氣體的相應的物理量按從大到小的順序排列(用序號表示)。
a.體積： ; b.密度： ;
c.質(zhì)量： ; d.氫原子個數(shù)： 。
6.安全氣囊在汽車部件中非常重要，它的工作原理是汽車碰撞時傳感器產(chǎn)生的電流觸發(fā)氣體發(fā)生器發(fā)生如下反應：
汽車中司機與乘客對安全氣囊要求不同。能保護司機不受傷害的氣囊需要0.065m3N2，乘客氣囊需要0.134m3N2，不能多也不能少(均已換算為標準狀況下的體積)。
(1)司機的氣囊中所需N2的物質(zhì)的量和分子數(shù)分別是多少？
(2)如果司機的氣囊中需要130 g NaN3，那么乘客的氣囊中需要NaN3多少克？上述反應生成N2的產(chǎn)率是多少？
(3)已知NaN3分解時易放熱，請分析這對生成的N2的體積與壓強可能造成的影響。
練習與測評參考答案
【評價】
題號 核心素養(yǎng) 水平 解答與說明
1 宏觀辨識與微觀探析 水平1 A
2 證據(jù)推理與模型認知 水平2 B
3 證據(jù)推理與模型認知 水平2 A
4 證據(jù)推理與模型認知 水平3 B
5 證據(jù)推理與模型認知 水平2 a.②＞③＞①＞④ b. ②＞③＞④＞①c. ②＞③＞①＞④ d.①＞③＞④＞②
6 證據(jù)推理與模型認知 水平2 2.9 mol 1.7458×1024
水平2 268g 96.7%
水平3 N2體積一定時壓強增大，壓強一定時N2體積增大(根據(jù)測試情況制定分級評分標準)

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