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2.2气体摩尔体积


气体摩尔体积 上海市甘泉外国语中学

孙勇

一、教学目标: 知识与技能:理解气体摩尔体积的作用,理解阿佛加得罗定律的由来和意义,学会在标准状 态下气体体积与物质的量之间的转换。 过程与方法:能够描述决定气体体积的主要因素,明白气体摩尔体积数值的意义,明白阿佛 加得罗定律的作用。 情感态度与价值观:通过不同状态物质的体积比较,懂得合理科学的

想象,对于微观世界的 学习了解是非常重要的。 二、教学分析: 教材分析: 本节教材首先介绍气态物质的体积与外界温度、 压强之间的关系, 在物质的量概念的基 础上,讲解气体摩尔体积的概念,掌握一定条件下气体摩尔体积这个桥梁,进一步完善物质 的量有关计算提供了必要的基础知识。 通过在标准状态下不同气体的体积比较得出此时气体 摩尔体积约为 22.4 升, 并由此引出在相同温度、 相同压强下不同的气体体积有怎样的关系, 最终引导出阿佛加得罗定律。 教学重点: 气体摩尔体积的概念以及有关的计算,阿佛加得罗定律 教学难点: 阿佛加得罗定律 教学策略与方法: 本节教材内容比较抽象,要把学生引入微观世界,去探索现象的本质,可利用多媒体课件演 示或者模型的再现, 表示不同状态的物质其体积大小的决定物质因素, 再用微观知识去分析、 解释在一定条件下,某一因素的变化对气体体积大小变化的影响,如气体分子的微粒数、分 子之间的平均距离,以及压强、温度的影响。 在应用气体摩尔体积时应注意以下三个问题: (1)四要素: “标准状况” “任何气体” “1mol” “约 22.4L” (2) “约”字的含义: 一是数值不是精确的数值而是个“约”数; 二是实际上气体分子的固有体积不能完全忽略, 气体分子间的引力也不能完全不考虑。 所 以 1mol 不同气体的分子占有的体积是有差别的, 不能绝对地说 1mol 任何气体的体积恰好为 22.4L。 (3)适用对象:标准状况下为气体的物质;该气体可以是单一的,也可以是混合的。 然后通过在相同条件下气体体积的比较,得出阿佛加得罗定律,可以让学生理解为“三同定 一同” 。 三、教学过程: [引入新课] 前面我们学习的物质的量,它把宏观上可称量的物质与微观粒子联系起来,宏 观上可感知的除了物质的质量,还有物质所占的体积。上节课我们研究了 1mol 物质所具有 的质量, [复习] 例题:1.4 克 CO 与 克 CO2 所含有的分子数相同,其所含碳原子个数之比

为 , 所含氧原子个数之比为: 。 我们知道了数量与质量之间的关系,那么数量与物质的体积之间又有怎样的关系呢?今天我

们就来讨论它们之间的关系。 [板书] 一、气体摩尔体积 [提问] 已知物质的质量和密度,怎样求体积? [投影] 计算 1mol 几种固、液态、气体(标准状况:0℃,101kPa)物质的体积,填表 物质 Fe Al Pb H2O H2SO4 气体 H2 O2 CO2 粒子数 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 6.02×10 粒子数 6.02×10 6.02×10 6.02×10
23 23 23 23 23 23 23

1mol 物质质量(g) 56 27 207 18 98 1mol 物质质量(g) 2.016 32.00 44.01

20℃密度 3 (g/cm ) 7.8 2.7 11.3 1(4℃) 1.83 密度(g/L) 0.0899 1.429 1.977

体积(cm )

3

体积(L)

23

学生分组计算出 1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4 的体积分别为:7.2、10、18.3、18、53.6cm 学生分组计算出标准状况下,1mol H2、O2、CO2 的体积分别为:22.4L、22.4L、22.3L [实物显示] 1mol 物质的体积,如:水、硫酸、铁、铝等 [学生讨论] 1mol 固、液态物质的体积为什么不同。 学生分组讨论,得出结论 [教师小结] [板书]1. 1mol 固、液态物质的体积 决定因素:微粒的多少,微粒的大小 [学生讨论]1mol 气体在标准状态下的体积为什么几乎相同? 引导学生讨论 为什么在一定温度、压强下,1mol 固、液态物质体积不同,而 1mol 气体体 积都大致相同呢?让学生从物质的组成和结构上找找原因。 学生分组讨论,得出结论 [教师小结] [板书]2.1mol 气态物质的体积 决定因素:外界条件有压强、温度 还有气体微粒之间的平均距离,微粒的大小几乎可以不用考虑 [微机显示] 影响气体体积的因素 指导学生注意观察分子间平均距离的变化。 [说明] 比较一定质量气体的体积,必须在相同温度和压强条件下。 [板书] 在标准状况下,1mol 任何气体所占的体积都约是 22.4L。 [强调] ①标准状况(0℃,101Kpa)②物质的量为 1mol ③任何气体物质 ④约为 22.4L [设疑] 在其它的温度和压强下,1mol 气体是否占有大约相同的体积呢? [板书] 单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。 Vm=

3

V n

单位:L/mol

气体摩尔体积在标准状况下约为 22.4L!其他条件下的气体摩尔体积是有所变化的!

[小结] 影响物质体积的因素 列表比较决定物质体积的主要因素(用“√”表示) 物质因素 固、液态 气态 粒子的数目 √ √ √ 粒子间平均距离 粒子本身大小 √

[实物比较]举例:50 个乒乓球和 50 个篮球紧密堆积或间隔 1 米摆放,前者球的大小决定体 积, 后者球间的距离决定体积。 也可充分运用多媒体素材, 展示微观的变化, 活跃课堂气氛, 激发学生兴趣。例如:应用微机显示温度、压强对气体体积的影响;固、液、气态物质粒子 间距离;1mol 液态水(0℃,18mL),加热到 100℃气化为水蒸气的体积变化等。 [教师强调] 在粒子数相同的条件下,固、液态物质的体积主要决定于构成物质的粒子的大 小,由于构成不同物质的粒子的大小不同,所以 1mol 固、液态物质的体积不相同;气体的 体积主要决定于粒子间的距离,不同气体分子间的平均距离大约相等,所以 1mol 气体的体 积大致相同。 [教师提问] 在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体所含分子数有怎样的关系呢?在 相同的温度和压强下,相同体积的任何混合气体所含有的分子数有怎样的关系呢? [学生讨论]得出结论:应该几乎相同。 [教师板书] 二、阿伏加德罗定律。 [练习] 用 NA 表示阿佛加德罗常数,下列说法是否正确 1、标准状况下,22.4L 甲烷和乙炔混合物所含的分子数为 NA; 2、0.5NA 个 CO2 分子在标准状况下占体积约为 11.2L; 3、20℃,1.01× 105Pa 时,11.2L 氧气所含的原子个数为 NA 4、20℃,2.02× 105Pa 条件下 28gCO 里有 2NA 个原子 5、同质量不同密度的 C2H4 和 CO 分子数一定相等 6、同温度,同体积的 C2H6 和 NO2 分子数一定相等 7、同温同压下两种气体的体积之比等于摩尔质量之比 [作业布置]


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