第3节物质的量第2课时教学设计【高中化学必修1(新课标)】

物质的量
第2课时
♦教学目标与核心素养
宏观辨识与微观探析：通过对摩尔体积的微观意义的学习，从微观上理解不同状态的物质的
摩尔体积的影响因素，进而延伸至宏观物理量对摩尔体积的影响，理解从微观到宏观的辩证
思想。

证据推理与模型认知：利用初中物理知识，联系物质的量的基本概念，建立研究物质的摩尔
体积的基本模型，使学生了解科学的推理过程，理解微观粒子模型在化学研究中的重要作用。

科学精神与社会责任：利用气体摩尔体积概念的建立过程，培养学生的科学精神，理解化学
家从微观研究到宏观概念的哲学思想。

♦教学重难点
气体摩尔体积的概念和计算。

♦教学过程
一、导入新课
【引入】在实验室中有一瓶氢气，我们应该如何得到该气体的物质的量呢？
【设疑】我们在上面的学习中已经知道了两个计算物质的量的公式：n 儿和n 色，
N A M 应用上面的公式能不能计算出氢气的物质的量呢？（不能，因为既不可能得到氢气的分子数，也不可能称量出氢气的质量）那么我们能得到氢气的什么物理量呢？（体积）如果已知氢气的体积，能否求解氢气的物质的量？
二、讲授新课
【板书】气体摩尔体积：
一、摩尔体积
【投影】气体摩尔体积：
一、摩尔体积
【设疑】根据摩尔质量的定义，同学们觉得摩尔体积的概念是什么？（单位物质的量的物质所具有的体积）
【讲解】摩尔体积的符号为Vm,单位为L/mol ,根据上述定义，我们也能得到公式n —,
Vm代表摩尔体积，即物质的量等于该物质的体积除以其摩尔体积。

但是这个公式的应用依然取决于物质的摩尔体积是否容易得到。

那么，怎么才能得到物质的摩尔体积呢？
【设疑】摩尔体积就是每1mol物质的体积，例如，铁的摩尔体积就是指每ImolFe的体积，那么ImolFe 的体积为多少呢？（1mol铁的质量为56g,其体积可以用质量除以密度得到：56g+7.874 g • cm-3= 7.112cm3）
【讲解】根据上述的计算过程，我们可以得到如下的计算摩尔体积的公式V m M ,即物
质的摩尔体积等于其摩尔质量与密度的比值。

但是这种计算方法显然不是很方便，因为物质
的密度并不容易得到，如何才能比较方便的得到物质的摩尔体积呢？
【过渡】如上的研究实际上已经无法比较方便的得到物质的摩尔体积了，下面我们换一个思
考的方向，从微观粒子入手，研究物质的摩尔体积。

【设疑】宏观上讲，一个物质的摩尔体积就是每1mol该物质在空间上占据的体积，同学们
能不能从微观上理解，什么是物质的摩尔体积？（微观上讲，物质的摩尔体积就是指N A个物质粒子在空间上所能占据的体积）
【板书】气体摩尔体积：
一、摩尔体积：
二、影响物质摩尔体积的因素：
【投影】气体摩尔体积：
一、摩尔体积：
二、影响物质摩尔体积的因素：
【学生活动】摩尔体积就是每1mol物质的体积，或者说是大约 6.02X 1023个粒子在空间能
占据的体积，这么多的粒子在空间上能占据多大的体积由什么决定呢？请同学们互相交流讨论一下。

【讲解】通过讨论我们能得到，从微观上讲物质的摩尔体积的大小，首先受到粒子堆积方式
的影响：如果是固体或者液体，其粒子之间的间距很小，所以影响物质的摩尔体积的因素就是粒子大小。

例如，铁和铜的摩尔体积为什么不一样呢？这是因为铁原子和铜原子的大小不一样。

显然我们不可能再根据粒子的大小来取得到物质的摩尔体积，所以研究固体和液体的
摩尔体积就没有太大的意义。

【板书】二、影响物质摩尔体积的因素:
(1)固体和液体：粒子的大小
【投影】二、影响物质摩尔体积的因素：
(1)固体和液体：粒子的大小
【讲解】如果是气体，因为其粒子之间的距离远大于粒子的直径，所以影响气体的摩尔体积
的主要因素就是粒子间距。

【板书】二、影响物质摩尔体积的因素：
(1)固体和液体：粒子的大小
(2)气体：粒子间距
【投影】二、影响物质摩尔体积的因素：
(1)固体和液体：粒子的大小
(2)气体：粒子间距
【设疑】根据初中物理的学习，气体体积的变化就是因为气体的粒子间距在发生改变，那么气体的粒子间距受什么物理量的影响呢？(温度和压强)
【讲解】同温同压下，任何气体粒子的间距是相同的，所以一定具有相同的摩尔体积，即：
V
同温同压下，任何气体一定具有相同的气体摩尔体积。

根据n V^(相同),由于同温同压
下，气体的V m是一样的，可推出结论：相同的温度和压强下，相同体积的任何气体一定具
有相同的分子数(物质的量)。

这就是阿伏加德罗定律。

【板书】三、气体摩尔体积：
1、阿伏加德罗定律：相同温度和相同压强下，相同体积的任何气体一定具有相同
的分子数(物质的量)
【投影】三、气体摩尔体积：
1、阿伏加德罗定律：相同温度和相同压强下，相同体积的任何气体一定具有相同
的分子数(物质的量)
【练习】同温同压下，氢气和氧气的体积比为2:1,其物质的量的比为
【讲解】根据阿伏加德罗定律，同温同压下，相同体积的任何气体一定具有相同的物质的量，
所以氢气和氧气的体积比为2:1时，其物质的量之比一定为2:1。

通过这个练习我们可以得
到阿伏加德罗定律的一个重要推论：同温同压下，气体的体积比等于其物质的量的比。

【练习】相同温度和相同压强下，质量相同的CO和CO2气体，其物质的量的比为，其体积比为，其密度比为，含有的氧原子数量比为。

【投影】CO的摩尔质量为28g/mol, CO2的摩尔质量为44g/mol,设两者质量均为mg,则CO的物质的量为m/28 mol , CO2的物质的量为m/44 mol ,其物质的量的比为11:7;根据阿伏加德罗定律的推论，体积比
等于物质的量的比，所以体积比也是11:7;两者质量相同，体
积比为11:7,所以其密度比为体积比的反比，密度比为7:11;或者，根据V m M得到：
当V m相同时，气体密度与其摩尔质量成正比，这样同学们就可以理解：氯气密度大于空气，
氢气密度小于空气。

CO和CO2的物质的量的比为11:7,所以含有的氧原子数量比为1X 11:2 X7=11:14。

【过渡】根据上面的学习，同学们知道：气体的摩尔体积会受到温度和压强的影响，为了计
算的方便，我们给出一个特定的温度压强下的气体摩尔体积的数据。

【板书】三、气体摩尔体积：
1、阿伏加德罗定律：
2、标准状况下的气体摩尔体积：
【投影】三、气体摩尔体积：
1、阿伏加德罗定律：
2、标准状况下的气体摩尔体积：
【讲解】在不同的温度和压强下，由于粒子间距可能不同，就会导致气体的摩尔体积发生变
化，因此使用气体摩尔体积进行物质的量计算时，应该注意所处的温度和压强。

一般规定0c
和101 kPa的条件为标准状况，在标准状况下，任何气体的摩尔体积都约为22.4L/mol。

【练习】填写下列空白(气体都处于标准状况)：
(1) 0.1mol O2的体积为L (2) 3.36L的H2其质量为g
(2) 1.12L的CH4中氢元素的质量为g
【投影】填写下列空白(气体都处于标准状况)：
(1) 0.1mol。

2的体积为L
1__
V(O2) n(O2) V m 0.1mol 22.4L ?mol 1 2.24L
(2) 3.36L的H2其质量为g
CH 4中氢元素的质量为 g
气体摩尔体积:
、摩尔体积 二、影响物质摩尔体积的因素：
(1)固体和液体：粒子的大小 (2)气体：粒子间距
三、气体摩尔体积：
1、阿伏加德罗定律：相同温度和相同压强下，相同体积的任何气体一定具有相同的分子数 (物质的量)
2、标准状况下的气体摩尔体积：
五、达标检测
1 .下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是
( )
A.单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为 22.4 L mol -1 C 标准状况下的气体摩尔体积约为
22.4 L
D.标准状况下,1 mol O 2的体积约是22.4 L mol -1
答案：A
解析：单位物质的量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
,A 项正确；标准状况下的气体摩尔
体积名勺为22.4L mol -1,标准状况下，1molO 2的体积约是22.4L,B 、C 、D 项错误。

2 .下列说法正确的是 ( )
A.常温常压下，22.4 L CO 2中含有N A 个CQ 分子
V(H 2)
m(H 2) n(H 2) M(H 2) — " M(H 2)
V m
3.36L i -----------------1 2g ?mol 0.3g 2
2.4L ?mo l
(3) 1.12L 的
n(CH 4)
V(CH 4) V m
1.12L 2
2.4L?mol
0.05mol
H 为0.2mol 质量为0.2g
三、学习小结
四、板书设计
微观报析
粒子大小
轴子大小
B.标准状况下,22.4 L CC4中含有N A个CC4分子
C.22.4 L C2中含有N A个C12分子
D.标准状况下,1.12 L 6和CQ的混合气体中含有0.1N A个氧原子
答案：D
解析：常温常压下，22.4LCQ的物质的量不是1mol,所含CQ分子数不是N A,A项错误；标准状
况下,CCl4 是液体,B 项错误;没有指出条件是否为标准状况,C 项错误;标准状况下,1.12LCO2 和1.12LO2均含有0.1molO原子，所以1.12LCO2和O2的混合气体中含有的氧原子数为0.1N A,D项正确。

3.下列说法正确的是( )
A.32 g O2所占的体积约为22.4 L
B.22.4 L N2含有阿伏加德罗常数个氮气分子
C在标准状况下,22.4 L水的质量约为18 g
D.22 g二氧化碳与标准状况下11.2 L HCl含有相同的分子数
答案：D
解析：A、B项没有指明温度和压强，错误;C项,标准状况下水不呈气态，所以22.4L水的物质的量不是1mol,故其质量不是18g;D项,22gCO2的物质的量为0.5moi,标准状况下11.2LHC1的物质的量也是
0.5mol,两种气体的物质的量相同，所以含有的分子数也相同，选项D符合题意。

4 .在标准斗犬况下，相同质量的下列气体：①C12、②H2、③N2、④CQ、⑤O2,体积由大到小的顺
序是( )
A.③②④⑤①
B.③②④①⑤
C.①④⑤②③
D.②③⑤④①
答案：D
解析：同温同压下,相同质量的任何气体,体积比等于摩尔质量的反比。

因此,题述气体体积由
大到小的顺序实际上是摩尔质量由小到大的顺序。

5 .N A表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()
A.273 C、1.01 X 5 0Pa时,1 mol 气体体积小于22.4 L
B.1 mol H2 的体积为22.4 L
C.在标准状况下，以任何比例混合的CO和CQ的混合物22.4 L,所含的分子数为N A
D.11.2 L氢气所含的原子数为N A
答案：C
解析：A选项中，273C高于0c温度升高，气体分子间的距离增大，气体体积增大，故A错误；B
选项中，在常温常压下，1molH2的体积不等于22.4L,B错误;C选项中，22.4LCO和CO2混合气体在标准状况下的物质的量为1mol,所含分子数为N A,C项正确；D项,未指明气体所处状况，无法确
定气体摩尔体积,也就无法确定其分子数,D 项错误。

6.在标准》^况下，与12 g H2的体积相等的 ^的( )
A.质量为12 g
B.物质的量为6 mol
C.体积为22.4 L
D.物质的量为12 mol
答案：B
解析：12gH2 的物质的量为6mol, 与其体积相等的N2 的物质的量也为6mol, 质量为28g mol-1x 6mol=168缔积为22.4Lmol-1 X 6mol=134.4L,A C、D 项错误，B 项正确。

7 .下列情况中,气体分子数不一定相同的是( )
A.相同体积的CO和CO2
8 .同温同压下1 L CO和1 L CC2
C.常温常压下1 g CC和1 g N2
D.在0 C时，同压下等体积的CC2和H2
答案：A
解析：根据“三同定一同”,A 项没有指明气体所处的温度和压强,只知体积相同,无法确定分子数是否相同。

9 .下列说法正确的是( )
A.同温同压下，相同质量的气体都具有相同的体积
B.同温同压下，相同体积的气体都含有相同数目的分子
C在标准状况下,1 mol任何物质的体积均约为22.4 L
D.1 mol某气体的体积约为22.4 L,该气体所处的状况一定是标准状况
答案：B
解析：同温同压下,质量相同的不同气体的物质的量不一定相同,所以不一定具有相同的体积,A 项错误;由阿伏加德罗定律知,B 项正确;水在标准状况下不是气体,1mol 水的体积不为22.4L,C项错误；1mol某气体若处于高温、高压或低温、低压的情况下，气体体积也可能约为22.4L,D项错误。

9.(1)同温同压下，同体积的CO2和CO它们的分子数之比为，原子数之比为物质的量之比为，质量之比为，密度之比为。

(2)若1 g CO2中含有x个原子，则阿伏加德罗常数可表示为。

答案：(1)1 ： 1 3 ： 2 1 ： 1 11 ： 7 11 ： 7
(2) mol-1
解析：(1)可先求出两气体的物质的量之比，再求其他量之比。

(2)由于n=mol,
则N A=mol-1。