高中化学《2开发海水中的卤素资源2.2海水中的氯探究气体体积的规律》288沪科课标教案教学设计

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《气体摩尔体积》教学设计
花都区第一中学
崔芳芳
【教学目标】
1.通过介绍意大利科学家阿伏加德罗研究气体定律的背景故事，感悟科学家的研究之路。

2.
通过观察电解水实验视频和计算电解水中氢气、氧气物质的量之比与体积比的关系，比较1
mol不同气体的体积大小关系，通过计算分析比较1
mol不同固体、液体的体积大小的关系，培养学生从定性到定量、从感性到理性分析实验的能力。

3.通过学生已有的初中物理化学基础知识及生活实例使学
生理解影响气体体积的外在因素。

4.结合实验、模型、1
mol实物、生活实例、学生绘图、阅读课本，引导学生从微观角度分析影响物质体积的内在因素并分析总结外因与内因的关系。

5.
从联想回忆摩尔质量的概念和表达式，类比分析出气体摩尔体积的概念和表达式，体会二者的联系和区别，深刻理解符号的意义并准确使用，培养学生从宏观－微观－符号的层次递进角度感悟学习化学方法。

6.
强调解题模板规范计算，养成良好的学习习惯，通过小组讨论练习题（概念辨析、规范解题、拓展延伸），体会合作与交流带来的不同学习效果。

【教学重点】气体摩尔体积的概念及计算
【教学难点】内部结构因素对物质体积影响的逻辑推理过程。

【教学过程】
【引入】
通过上节课的学习我们知道，物质的量这一物理量在实际科学研究和生产中的意义，画出物质的量与质量、微粒数目的转化关系图。

气态物质测量体积比称量质量更方便，
一般都是计量体积。

那么气体体积于物质的量、物质的质量
有什么关系？这节课就来研究这个问题，介绍意大利科学家阿伏加德罗研究气体定律的背景故事，现在从初中学习过的电解水实验来研究。

【科学探究一】通过对实验现象及数据分析找出物质的量与物质体积的关系
1.
根据课本P13图1-14电解水实验视频，
(1)观察不同时间试管内的气体的体积比约是多少？(2)
计算：假设电解了1.8g
H2O，根据电解水的方程式计算生成的O2和H2的质量。

根据O2、H2的摩尔质量，计算物质的量，并并通过下表进行比较。

质量
氢气与氧气的物质的量
氢气与氧气的物质的量之比
实验中氢气与氧气的体积之比
氢气
氧气
【分析讨论】现象：阴极产生的氢气和氧气产生的氧气体积比为2：1，与二者的物质的量比较，有和结论？
【结论】
同温同压下氢气与氧气的体积之比等于物质的量之比。

【引导分析】推导：写成数学表达式为：
,
n(H2)
/
n(O2)
=
V(H2)/
V(O2)
-
2
-
【分析推进】当n(H2)
=
n(O2)
时
有V(H2)
=
V(O2)。

所以同温同压下，1mol
O2
1mol
H2
的体积似乎相同，这是真的吗？下面请计算标准状况下，1mol
O2
和
1mol
H2
的体积。

【学生活动】0
0C、101KPa（标准状况）时，请计算1mol
H2、O2
体积（课本14页）,结果保留小数点后一位有效数字。

摩尔质量/g/mol
密度/g.L-1
1mol物质的体积
O2
32
1.429
22.4
H2
0.0899
22.4
【讨论分析】由上面计算，分析数据可以得出什么结论？【结论】在相同的温度和压强下，1mol
H2和O2的体积所占的体积
(相同或不同)
2.计算1mol下列气体在0℃，1.01×105Pa条件下的体积有什么规律？
名称
状态
密
度(g/L)
1mol
物质质量（g）
体积(L)
H2
气体
0.0893
2
气体
1.429
32
【结论】
0℃，1.01×105Pa（标准状况）条件下，1mol任何气体所占的体积约
L
【过渡】是否都有这个规律呢？下面来计算一定温度压强下1mol物质所占有的体积有什么规律？
化学式
物质的量
存在状态
体积
℃
、101KPa
20
℃
、101KPa
、202KPa F
e
1
mol
固态
—
7.2
cm3
—
Al
1
mol
固态
—
10.0
cm3
—
H2O
1mol
液态
18.0 cm3 —
H2SO4 1
mol 液态—53.6 cm3 —
H2
1
mol 气态22.4 L 24.0 L 11.2 L
1
mol
气态
22.4
L
24.0
L
11.2
L
CO2
1
mol
气态
22.4
L
23.9
L
11.2
L
【讨论总结】1.
在相同的温度和压强下，1mol
固体所占的体积
(相同或不同)
2.在相同的温度和压强下，1mol
液体所占的体积
(相同或不同)
3.
0℃，1.01×105Pa（标准状况）条件下，1mol任何气体所占的体积约
L
20℃，1.01×105Pa（标准状况）条件下，1mol任何气体所占的体积约
L
0℃，2.02×105Pa（标准状况）条件下，1mol任何气体所占的体积约
L
在相同条件下，不同的固体和液体的体积不相等，比气体体积
(大或小)很多。

-
3
-
【启发思考】展示1mol不同物质的实物大小及纸盒体积大小模型，为什么相同条件下，1mol不同物质固、液两态的体积各不相同，而气态时却几乎相同？也就是说物质的体积有那些主要因素影响？
【科学探究二】从微观角度分析影响物质体积的因素
【阅读讨论】阅读课本内容P14页2-4自然段，结合下面的示意图，讨论，找出1mol气体和固体液体的体积的区别和决定因素？
1.在下列烧杯示意图中画出构成固体、液体、气体的微粒间隔的排列特点？
2.总结影响物质体积的内因
决定物质体积的可能因素
决定固体和液体体积的主要因素
决定气体体积的主要因素
（2）分子间的平均距离受哪些条件影响？是怎样影响的？①
②
【举例】学生做操时在操场占的空间大小的影响因素分析【结论】占住的空间体积大小决定于人数、学生间距、胖瘦。

【类比总结】物质的体积大小决定于粒子数目、粒子大小、粒子间距
【设疑】在以上的计算例子中，每种物质都是1mol，那么粒子数目就已经相等，在固体、液体和气体的体积中，体积大小就只和粒子大小、粒子间距有关，那么在固体液体和气体中，它们分别扮演什么角色呢？
固体
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4
-
【得出结论】：
【思考】气体分子间距受哪些外界条件的影响？请根据下面的问题进行思考讨论。

①对一定量的气体加热升温，分子间距会
增大
，它的体积会
增大。

②对一定量的气体加压，分子间距会
减小
，它的体积会
减小。

③如果温度相同、压强相同，那么分子间距也会
基本相等。

【得出结论】：气体分子间距受温度、压强的影响。

所以气体体积由物质的量、温度和压强共同决定。

【分析】如果温度压强相同即相同条件下，气体的体积就只
决定于物质的量，也就是数目。

所以，此前得出的结论：标准状况下，1mol
H2和O2的体积都相等，也就不足为奇。

由影响气体体积的内因外因推出阿伏加德罗定律PV=NRT（初中物理已学类似公式）并让学生解释各字母的含义。

【讲解】既然相同条件下，1mol
H2和O2
，或者其他气体的体积都几乎相等，那么我们就把一定条件下，1mol
气体的体积给一个新的物理量，称作为气体摩尔体积。

【提问思考】类比一下摩尔质量，给气体摩尔体积下个定义？
【科学探究三】对比分析物质的摩尔质量和气体摩尔体积物质摩尔质量
气体摩尔体积
定义
符号
公式
标准状况是指____
℃，______kPa。

，Vm=。

液体
气体
-
5
-
使用22.4L/mol时的前提条件是
【概念辨析】
一.
判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”1．CO2的摩尔体积是22.4L/mol。

(
)
2．标况下NO2的体积约是22.4L。

(
)
3．标准状况下，1mol水的体积都约是22.4L。

(
)
4．标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。

(
)
5．标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L(
)
6.
1摩尔SO2在3.03x105Pa时的体积比22.4L小。

【规范计算】
（1）标准状况下，0.5molH2，占有的体积约
（2）标准状况下，4.48LCO2
的物质的量
（3）标准状况下，2.2gCO2
的体积约
（4）标准状况下，11.2LN2
中含有的N2的分子数
【延伸拓展】
1.同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、CH4、O2五种气体所占的体积由大到小的顺序是
2.标准状况下，
112
mL
某气体的质量为
.
14
g
,
则其摩尔质量为
，相对分子质量为。

【自我总结】用图示法画出质量、物质的量、微粒数、气体体积的转化关系图。