2016年河南省第十三届化学优质课 气体摩尔体积
气体摩尔体积教学设计及说明
气体摩尔体积(第一课时)教学设计许昌二高冯涌单亚坤教学目标:1,认识气体的共性,掌握气体摩尔体积概念;2,通过建立“气体模型”研究气体摩尔体积,学习运用“模型方法”。
教学重点:气体摩尔体积教学难点:“气体模型”的建立教学用具:多媒体电脑,大屏幕,体积为22.4L的木盒,香水教学过程:关于运用“模型方法”建立“气体模型”的说明:我们在举办《中学化学史讲座》和编写化学史的过程中,阅读了大量的有关化学史、科学史的著作,深刻体会到科学方法....的创新与使用,极大地推动了科学技术的发展。
而目前在我们的教学中,普遍存在着重知识、轻方法的现象,这不利于学生的发展,不利于学生创新能力的培养。
作为基本素质的重要组成部分,科学方法应当和知识、能力一样,成为我们的教学目标之一。
应当让学生充分体会知识产生和发展的过程,认识科学方法在这一过程中所起的作用。
这也是当今国际、国内课程改革的重要内容。
新教材对“气体摩尔体积”内容的处理,渗透了气体分子运动论的基本观点,通过建立“气体模型”,解释了气体摩尔体积——气体的共性。
充分挖掘教材中隐含的“模型方法”内容,明确地将“模型方法”的运用作为本节教学的一个重要内容,既凸现了科学方法的教学,又使学生对气体的共性有了更深的认识。
这是设计这节课的基本思路。
本节课大致分为三个阶段。
第一阶段,主要通过几个实例,如香味的扩散,动画演示液化气气化时体积膨胀约1000倍,热气球升空,氢气球在高空胀破等,说明气体分子的运动,分子间距大,热胀冷缩等气体的特性,给学生以感性认识,为整节课作铺垫。
第二阶段通过计算1mol气体标况下的体积,启发学生发现规律并产生疑问,进而讨论得出分子间距相等的“气体模型”。
再用大屏幕展示出描绘为质点位置固定、等距的“正方体”“气体模型”,以形象地加强、固化“气体模型”概念。
这是本节课的中心。
但是气体分子“位置固定”不能解释香味的扩散,不符合气体分子运动论的基本观点。
这样,得出的“气体模型”还要补充、修正,“固定的分子间距离相等”应改为“运动的分子间平均距离相等”。
气体摩尔体积 优质课讲课思路
气体摩尔体积生活经验告诉我们:固体有一定的形状,液体没有固定的形状,但是有固定的体积。
气体没有固定的形状和体积,气体溶液被压缩,而固体和液体不易被压缩。
这是因为气体分子间间距较大,外界条件(如:温度,压强)改变时,很容易引起分子间距的改变而引起体积的改变。
液体和固体相对分子间紧密接触,一般有固定的体积。
气体体积我们不陌生,可是为什么要在中间加上摩尔(mol)二字呢?一个概念的诞生,总是伴随着对事物规律的高度总结。
让我们一起去学习吧~ 首先让我们来锻炼下计算能力,请求出一下物质的体积。
注:固体、液体密度均为室温测定值,气体密度为101kpa,0℃时的测定值。
【问题1】气体的体积由那些因素决定呢?宏观因素:温度和压强(热胀冷缩,压强越大体积越小)微观因素:微粒的数目、微粒的大小和微粒之间的距离由上表计算结果可知,相同微粒个数的气体体积要比固体和液体的体积大很多。
这是为什么呢?主要是因为分子之间的距离很大引起的。
当然,距离大小是相对的。
相对于距离来讲分子的大小可以忽略,所以是什么气体分子,对气体的体积几乎没有影响。
只要给定了微粒的个数,确定了分子之间的距离,不管是相同气体,不同气体还是混合气体,它们的体积应该是一定的。
(感觉自己总结出来了一条很腻害的规律额…)只要温度和压强一定,即分子间的距离确定了。
相同微粒个数(同物质的量)的分子所占有的体积是相同的。
其实这就是传说中的阿伏伽德罗定律。
【阿伏伽德罗定律】同温,同压,同气体体积,则同物质的量!我们也可以亲切的称之为“四同定律”。
任意三同可推导出另外一同!【学科拓展】:阿伏伽德罗定律的伟大之处在于“宏观”确定了“微观”!即同T,同P,同V(宏观)→同n(微观)。
①阿伏伽德罗定律:当T,p一定时V,n成正比,即V∝n其实其他三同推导另一同也对应着叱咤风云的人物。
②玻义耳定律:当n,T一定时V,p成反比,即V∝(1/p)③盖-吕萨克定律:当p,n一定时V,T成正比,即V∝T④查理定律:当n,V一定时T,p成正比,即p∝T19世纪中叶法国科学家克拉伯龙综合了上述规律提出了一个方程:PV=nRT(R为理想气体常数,R=8.31Pa·m3·mol-1·K-1)。
气体摩尔体积》教学设计(全国优质课获奖案例)
气体摩尔体积》教学设计(全国优质课获奖案例)气体摩尔体积》教学设计一、理念1、教学理念——以学生为本,以学定教。
本教学设计针对学生基础知识薄弱、理解能力欠缺的情况,采取“以学生为本”,实施“以学定教”的教学理念,尽可能让每个学生都有所收获。
在课堂上,采用学生容易接受的方式,通过多种手段帮助学生构建化学知识体系。
2、学科理念——宏微符三结合。
化学的学科特征要求学生通过对宏观现象及变化的观察,然后用微观的角度去理解这个宏观的现象及变化,并能用符号来描述,在头脑中将“宏微符”三水平有机结合。
在气体摩尔体积的研究中,一方面要继续使学生加深对“宏观---n----微观”的理解和应用,另一方面要加强化学符号与化学知识的结合,使学生能够灵活应用。
二、教学背景分析1、教材分析物质的量是宏观和微观的“桥梁”,前一节宏观的“桥头”是质量,这节课是气体体积,由于受外界条件的影响,所以学生会觉得理解困难。
教材的电解水实验形象地给出体积和物质的量的关系,计算表格可以真实地反映相同粒子数的不同物质的体积大小。
对于微观理解,教材上是直接解释,课堂上通过模型和动画帮助学生理解。
2、学情分析在知识方面,学生已经了解XXX质量的作用,能够用物质的质量、密度来计算物质的体积;对气体分子间距离大、能够压缩,而固、液体不能压缩有所了解。
在能力方面,学生具有初步的知识迁移能力、分析问题能力;小组交流合作的模式已经初步形成。
但是学生分析问题的惯没有养成,方法比较单一,能力有限;对物质的量、摩尔质量的认识不够深刻,对已经学过的两个公式还不能灵活应用;良好的研究惯有待继续培养。
三、教学目标化学课程标准要求学生认识XXX是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和研究化学的重要作用。
同时,本教学设计根据教材和学情分析,设计符合学生需求的三维目标如下:1、知识与技能:①能说出气体摩尔体积的概念;②能从宏观和微观两个方面说出影响气体体积的因素;③能进行气体摩尔体积的简单判断和计算。
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第17页
(5)在非原则情况下, 1mol任何气体 体积一定不是22.4升
(6)1LSO2和1LCO2所含分子数相 同
(7)1LCO和1LCO2在同温同压下所 含分子数相同
(8)原则情况下, 1gCO和1gCO2所 含分子数相同
6.按体积比为1 : 2 : 3构成N2、O2、 CO2混合气体100g,在原则情况下 体积为多少?
60 L
第23页
7、由CH4和O2构成混合气, 对H2相对 密度为14,则混合气中CH4与O2物质量 之比为( ) B
A、1 : 2
B、1 : 3
C、3 : 1
D.2 : 1
“十字交叉法”
第24页
第二节 气体摩尔体积
第1页
物质 状态 摩尔质量 (g ·mol -1)
密度
1mol物质体 积
Fe 固
56 7.86 g ·cm-3 7.2cm3
Al 固
Pb 固
H2O 液
H2SO4 液
H2
气
O2
气
CO2 气
27
ห้องสมุดไป่ตู้
2.7g ·cm-3 10cm3
207 11.3g ·cm-3 18.3cm3
18
1.0g ·cm-3 18cm3
⑷1mol HCl气体在原则情况下占有体积约 是22.4升
⑸0.5molSO2气体通常情况下体积为11.2升
⑹原则情况下, CO2气体摩尔体积为22.4升 第7页
×NA
×M
N
n
m
÷NA
÷M
V(标况气体)
第8页
同温同压下,相同体积任何气体 是否含有相同数目的分子?
1.2.2 《 气体摩尔体积 》课件-人教版高中化学必修一(共36张PPT)
3.通过阅读填空、交流讨论、归纳小结,能基于物质的量认 识物质的组成及变化,建立n、m、Vm之间计算的模型,熟悉阿 伏加德罗定律的应用。
【情景导学】 化学家眼中的物质世界
【讨论交流】相同条件下,等物质的量气体所占的体积为 什么几乎相同?
T.P相同
d相同 n相同 V 相同
【原因】相同条件(同温同压)下,等物质的量气体分
子数目相同时,分子间的平均距离与微粒本身大小相比
要大得多,且相同,此时决定体积的决定因素是分子间
的平均距离,因此体积相同。
1.2.2 《 气体摩尔体积 》课件-人教版高中化学必修一(共36张P PT)
(3)气体摩尔体积的计算
①气体的物质的量 n=VVm ②气体的密度 ρ=mV=n·mVm=VMm ③气体的分子数 N=n·NA=VVm·NA。 ④气体的质量 m=n·M=VVm·M。
1.2.2 《 气体摩尔体积 》课件-人教版高中化学必修一(共36张P PT)
1.2.2 《 气体摩尔体积 》课件-人教版高中化学必修一(共36张P PT)
【对应训练】
1.下列说法中,正确的是( ) A.一定状况下,N2 的摩尔体积可能恰好为11.2 L/mol B.在标准状况下,1 mol N2的体积是22.4 L/mol C.1 mol N2的体积约是22.4 L,则N2是处于标准状况 D.在标准状况下,H2O的摩 尔体积约是22.4 L/mol
【答案】A 【解析】由于温度和压强影响气体摩尔体积,则一 定状况下N2的摩尔体积可能恰好为11.2 L/mol,A项正确;在标准 状况下,1 mol N2的体积是22.4 L/mol×1 mol=22.4 L,B项错误; 1 mol N2的体积约是22.4 L,气体摩尔体积为22.4 L/mol,由于温度 和压强影响气体体积,则N2不一定是处于标准状况,C项错误;标 准状况下水不是气体,则水的摩尔体积不是22.4 L/mol,D项错误。
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第18页
【练习:】
以下相关气体叙述中,正确是 ( B )
在一定温度和压强下,各种气态物质体 积,
由组成气体分子大小决定。
在一定温度和压强下,各种气态物质体积,
由组成气体分子数目决定。
不同气体,若体积不同,则它们所含分子 数
也不同。
阿伏加德罗常数
N
NA
n(mol)
微观
摩尔质量
M
m(g)
宏观
第3页
科学探究
提出问题 引入气体摩尔体积是否含有可行性 设想假说 气体摩尔体积数值也许存在某种特殊性
①电解水试验,比较1 mol H2和 O2体积大小
试验设计 ②已知密度,计算1 mol 不同物质体积
分析数据 分析不同条件下1 mol不同物质体积数据
H2SO4 液体
0℃ 101kPa (原则情 况)
22.4L
22.4L 7.1 cm3 10 cm3 18 cm3 53.6 cm3
25 ℃ 101kPa 0 ℃ 、202kPa (常温常压)
24.5 L
24.5 L 7.1 cm3 10 cm3 18 cm3 53.6 cm3
11.2 L
11.2 L 7.1 cm3 10 cm3 18 cm3 53.6 cm3
第19页
练习:
1、判断下列说法是否正确
①常温常压下,1 mol任何气体×体应积标都明约条为件2为2.4原L则情况
②原则情况下,气体摩尔体积都约是22.4 L
× 单位应为L/mol
③在原则情况下,1 mol H2O体×积约标为况2时2.4水L为液体
④原则情况下,1 mol O2和N2混合气体体积约为 22.4 L
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固体物质
18.3cm3
7.2cm3
10cm3
1mol铁 1mol铝 1mol铅 第7页
液体物质
100
100
50
50 54.1cm3
18.0cm3
1mol水
1mol硫酸
第8页
下面我们来分析1mol不同气态物质在相同条件下体积为何 基本相同。
【思考与交流】 将1mol液态水加热变成1mol气态水,体
4. 22.4L气体所含分子数一定不小于11.2L气体所含分子数。 (错,未指明气体体积是否在相同条件下测定)
6. 只有在原则情况下,气体摩尔体积才也许约为22.4L/mol。 (错,不一定)
第19页
作业: 1、在原则情况下,测得1.92g某气体体积为672ml,
计算该气体相对分子质量。 2.在同温同压下,两个体积相同玻璃容器中分别盛
满N2和O2。计算容器中: (1) N2和O2物质量之比和分子数目之比 (2) N2和O2质量比。
第20页
3.阿伏加德罗定律
定律: 在相同 有
和
下,相同体积任何气体都含
。
第21页
推论
(1)同温同压下气体体积之比等于其物质量之比
V1 n1 N1 V2 n2 N2
(2)同温同体积下, 气体压强之比等于其物质量之比,
第5页
首先我们来分析1mol固态和液态物质体积为何不同。
固态结构微粒间距离很小
液态结构微粒间距离也小
讨论影响1mol固体和液体物质体积原因有哪些?
粒子数目
粒子间距
粒子大小
第6页
1mol固体或液体物质体积只与组成这种物质粒子大小相关, 因为不同物质粒子大小不相等, 因此1mol不同固体和液体体积 大小不同。
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当堂达标 提素养
第栏35页目导航
1.下列关于决定物质体积的因素的说法不正确的是( ) A. 物质的体积取决于粒子数目、粒子大小和粒子间距 B. 相同条件下,粒子数相同的任何气体都具有相同体积 C. 同温同压下,1 mol 任何物质所占有的体积均相同 D. 等质量的 H2,压强越小、温度越高,气体所占体积越大
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V ①气体的物质的量n=Vm。
mm M ②气体的密度ρ=V=n·Vm=Vm。
V ③气体的分子数N=n·NA=Vm·NA。
V ④气体的质量m=n·M=Vm·M。
第栏19页目导航
3.求解气体摩尔质量“五”方法 (1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=m/n。 (2) 根 据 一 定 质 量 (m) 的 物 质 中 微 粒 数 目 (N) 和 阿 伏 加 德 罗 常 数 (NA):M=NA·m/N。 (3)根据标准状况下气体的密度 ρ: M=ρ×22.4(g·mol-1)。 (4)根据同温同压下气体的相对密度(D=ρ1/ρ2):M1/M2=D。
(1)1 个条件:必须为标准状况。非标准状况下,1 mol 气体的体 积不一定是 22.4 L。因此在使用气体摩尔体积时。一定要看清气体所 处的状态。
第栏17页目导航
(2)1 种状态:必须为气体,且任何气体均可,包括混合气体。如 水、酒精、汽油、CCl4 等物质在标准状况下不是气体。
(3)2 个数据:“1 mol”“约 22.4”。 2.气体摩尔体积的计算
28x+44y=18 CO2的物质的量为y mol,则x+y=22.411L.2·mLol-1 ,解得x=0.25, y=0.25。
第栏25页目导航
(1)混合气体中CO的质量=28 g·mol-1×0.25 mol=7 g; (2)故原混合气体中,CO2的体积为0.25 mol×22.4 L·mol-1=5.6 L;
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22.4L
(原则情况)
原则情况下气体摩
尔体积示意图
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判断下列说法是否正确?为何? ×1.气体摩尔体积为22.4L·mol-1 ×2.1molCO2占有体积为22.4L ×3.标况下任何气体体积都约为22.4L ×4. 1molH2O在标况下体积为22.4L ×5.1molSO2在标况下体积没有200C时体积大 ×6.1molHCl在3.03×105Pa时体积比22.4L小
3.求S.T.P下V
①V=m/ ρ ②V=n×Vm
(V=
m M
×Vm 或 V =
N NA
×Vm)
4、相关“物质量”计算关系
质量 ÷M
m ×M
物质量 ×NA
n ÷NA
×vm ÷vm
微粒数 N
分子 原子 离子
电子 质子 中子
V
(标况)
第17页
相同数目的任何气体都含有相同体积。 第7页
气体摩尔体积:
❖概念:单位物质量气体所占体积。
❖符号为Vm
❖公式:
Vm=
V n
❖惯用单位有L/mol(L·mol-1)和m3/mol。
原则情况下气体摩尔体积要点:
❖条件:原则情况
(S.T.P) ❖对象:任何气体 ❖物质量:1mol
结论 体积约占 22.4L
第5页
100℃1 mol H2O (g) (3.06×104 mL)
0℃1 mol H2O( 18 mL)
(体积扩大1700倍)
➢ [ 试验启示] 气体分子间平均距离要比固体和液体 中粒子之间平均距离大得多。
第6页
[讨论]
1、决定气体体积大小主要原因有哪些?
体积(V) 取决于
分子数目(N或n) 分子间平均距离(d)
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化学1第一章:从实验学化学
第二节:化学计量在试验中的应用
第二课时:气体摩尔体积
济源第一中学邬宗炯
一、教学背景
1.教材分析:
课标要求: 认识气体摩尔体积,能用于进行简单化学计算。
认识实验、假说、模型、比较等科学方法对化学研究的作用。
教材地位: 本章节内容知识内容是学生从宏观认识物质转向从围观认识物质的开始,本节需要建立气体体积与气体微观组成的关系,并能分析原因。
在高中化学教学中具有极高的地位。
学生应该学会将质量、体积、质量分数等转换成物质的量应用于化学计算。
2.学情分析:
学生已有知识包括简单化学方程式、质量守恒定律,能用质量表达化学反应的计量关系,学生刚刚学习了物质的量和摩尔质量的基本概念。
对于微观和宏观计量的关系仍然需要强化积累,对于推理、验证的科学探究方法学生还处于初步阶段,需要老师引导完成。
二、教学目标
知识与技能:
1.了解气体以体积计量更为方便,认识气体摩尔体积。
2.了解影响物质体积的因素,理解影响气体体积的因素,理解气体摩尔体积的基本定义、
符号、单位和计算公式。
3.理解标准状况下气体摩尔体积约为22.4L/mol,并能用于简单的化学计算。
过程与方法:
1.认识实验、假说、模型、推理、比较等科学方法对化学研究的作用。
2.实验与理论相结合,突出化学学科是以实验为基础的基础理论学科。
3.通过合作探究、建立模型、实验验证等系列过程获取知识并学会应用。
情感态度和价值观:
1.体验科学探究的方法,培养学生的化学学科素养,培养学生严谨求实的科学态度。
2.引导学生关注与化学有关的社会热点问题,认识环境保护与资源合理开发的重要性,
使学生具有可持续发展的意识。
三、教学重点难点:
重点:气体摩尔体积概念的建立及计算。
难点:影响气体体积的因素的推理验证。
四、教学方法:
实验探究、推理验证、类比分析
五、教学过程:
举手回答
【展示】
数据对比
氢气
物质的量1mol
铝
水无水乙醇
空气
【提问】
为什么1mol固体液体体积不同呢?而且
分组实验,分享实验成果。
气体
高倍显微扫描的固体
按实际比例模拟的气体
思考并回答
温度和压强一定时,
六、板书设计:
气体摩尔体积
七、课后反思:
1.联系生活和可研究,关注社会热点引入,抓住学生的兴趣。
2.以“推理结论—数据验证—模型和实验验证—理论分析—得出结论—综合应用”的过程与方法为核心,实现了“激学—促学—助学—乐学”的情感价值观,促进了学生化学学科素养的发展。
3.利用社会热点为切入点,激发学生的社会责任感。