气体摩尔体积
一、【教学目标】
【知识与技能目标】
1.掌握影响物质体积大小的因素有哪些。
2.理解气体摩尔体积的概念和要点。
3.掌握气体摩尔体积,气体体积和物质的量之间的关系。
4.理解阿伏伽德罗定律的概念和要点。
5.掌握气体摩尔体积的相关计算。
【过程与方法目标】
1.培养学生分析、归纳、总结的能力。
2.培养运用物质存在的规律解决问题,逻辑推理和空间想象能力。
【情感态度与价值观目标】
1.激发对科学真理探究的兴趣和欲望,培养严谨的科学态度。
2.培养透过现象看本质的哲学思想。
2、【教学重点与难点】
1.气体摩尔体积概念的逻辑推理过程。
2.阿伏伽德罗定律的理解。
3、【教学过程】
【引课】我们学习刚过,物质由原子、分子、离子等微观粒子组成,同学们回忆一下,将宏观物质的质量和微观的微粒数之间联系起来的物理量是什么?
【学生回答】物质的量。
【过渡】非常好!现在大家都知道了吧!1mol任何物质所含微粒个数近似相等,那么1mol任何物质它们所占的体积是否相等呢?这就是我们这节课一起来解决的问题。
【板书】气体摩尔体积
【过渡陈述】下面大家一起动动手来计算下列物质的体积,看看有什么相同点,有什么不同点?从中得出相应的结论……
【PPT展示】快速计算下列物质的体积:
表(一)
1mol | 质量(g) | 密度(g/ml) | 体积(ml) |
Fe | 56 | 7.8 | 7.2 |
Al | 27 | 2.7 | 10.0 |
Pb | 207 | 11.3 | 18.3 |
水 | 18 | 1.0 | 18.0 |
硫酸 | 98 | 1.83 | 53.6 |
表(二)标准状况下(0℃、101KPa)
1mol | 质量(g) | 密度(g/L) | 体积(L) |
氢气 | 2.016 | 0.0899 | 22.4 |
氧气 | 32 | 1.429 | 22.4 |
二氧化碳 | 44 | 1.977 | 22.3 |
空气 | 28.8 | 1.29 | 22.3 |
【提问】大家从计算出来的数据中能得到什么样的结论?
【学生回答】……
【追问】为什么1mol固体和液体的体积各不同?为什么1mol任何气体的体积都约是相同的?下面我们一起来讨论决定物质体积大小的因素有哪些。
【引导讲解】在生活中,大家碰到过热胀冷缩的现象吧!比如说:同样一个篮球,在不漏气的条件下,夏天感觉比较胀,冬天的话感觉比较瘪一些。所以大家能得到温度一个影响因素吧!同样,当向篮球中打气时,随着气体的不断进入,球内的压强逐渐增大,球是不是由瘪慢慢地变胀,故压强也是一个影响因素。这两个因素都是由于外界的操作变化而引起的吧!所以,我们称它们为外因。
【板书】一、影响物质体积的因素:
1.外因:①温度 ; ②压强
【过渡】知道了外因,下面我们一起来探讨影响物质体积大小的内因有哪些。
【举例说明】假如组成物质的微粒都是相同的,我们将它们比作乒乓球,大家说同样大小的乒乓球10个堆在一起和100个堆在一起那个组合的体积较大?
【学生回答】100个的较大
【总结】所以,微粒的数目多少对其体积的大小有一定的决定作用吧!
【例子进一步讲解】假如组成物质的微粒是两种不同的,我们把它们分别比作乒乓球和排球,大家说100个乒乓球堆在一起体积大还是100个排球堆在一起体积大?
【学生回答】100个排球
【总结】所以,物质的组成也由微粒的大小决定吧!
【补充说明】上面假设都是这些微粒紧靠在一起的情况,而组成物质微粒紧靠在一起的主要是固体和液体,而气体分子间是存在间距的,它们并不是紧密靠在一起的,气体分子之间的距离差不多是分子直径的10倍左右。
【例子讲解】同学们个儿有高的有矮的,又胖的有瘦的,同学们做早操的时候,大家按照各自的位置站好,排好队,将前后左右间距拉开,最终站出来的队形是不是差不多每个班一样大的啊!因此,决定物质体积大小的因素还有微粒间的平均距离。
【板书】
2.内因:①微粒的数目 ;②微粒的大小(固体和液体) ; ③微粒间的平均距离(气体)
【过渡陈述】刚才计算的数据中,大家是不是发现,在标准状况下,1mol氢气、氧气、二氧化碳和空气的体积大约都为22.4L。其实,大量实验数据证明,在标准状况下,即温度为0℃、压强为1.01×105Pa条件下,1mol任何气体的体积都约为22.4L。符号:Vm。单位:L/mol
【板书】二、气体摩尔体积
1.在标准状况下,1mol任何气体所占的体积约为22.4L,这个体积叫做气体摩尔体积。
符号:Vm ; 单位:L/mol;Vm=22.4L/mol
【补充说明】标准状况是指零摄氏度,大气压为101KPa。
【设问】气体摩尔体积概念包含几个要点?规定了什么条件?什么描述对象?结论是什么?
【学生思考并回答】……
【PPT呈现】
①条件是标准状况下,即O℃、1.01×105Pa;
②描述对象是1mol任何气体;
③结论是体积约是22.4L。
【PPT练习】
下列说法是否正确,如何改正?
1. 标准状况下,1mol任何物质的体积都约是22.4L。
错,物质应是气体
2. 1mol气体的体积约为22.4L。
错,应标明条件-标准状况
3. 标准状况下,1mol水蒸气的体积约22.4L。
错,标况下没有水蒸气
4. 20℃时, 1mol O2的体积约22.4L。
错,20℃不是标况下
【设问】由气体摩尔体积概念,可得出在标准状况下气体的体积和气体物质的量有怎样的关系?
【学生思考并回答】……
【总结学生结论】V=Vm×n
【板书】2.运算公式:V=Vm×n
【提问】该公式在什么样的条件下应运?
【学生回答】……
【板书】适用范围:①标准状况下;②对象:气体
【设问】大家想想,在非标准状况下,1mol 气体体积会不会也约等于22.4L?
【学生思考并回答】……
【总结】其实,只要调整适当的温度和压强,1mol气体的体积还是有可能为22.4L的。
【设问】在保证压强和温度相同的前提下,1mol不同气体体积是否可能相同?
【学生猜想】有可能
【讲述】分子数一定的情况下,气体的体积决定于气体分子间的平均距离。在一定的温度和压强下,不一定是标准状况,各种气体分子间的平均距离是近似相等的,因此,同温、同压下,相同分子数的气体,其体积也相同,反之也成立。这一规律称作阿伏加德罗定律。
【板书】三、阿伏伽德罗定律
1.在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
【提问】该定律的要点是什么?应用对象是什么?规定什么条件?有什么结论?
【学生思考并回答】……
【总结】“四同定律”:同温,同压,同体积,同分子数目
【过渡】下面我们一起学习相关的计算……
【相关计算的讲解】 组织学生一起复习总结:
【板书】四、关于气体摩尔体积的计算:
【PPT练习】1. 标准状况下:
(1)44.8L H2的物质的量是多少?
2mol
(2)0.5mol O2的体积是多少?
11.2L
(3)14gCO的体积是多少?
11.2L
(4)33.6L N2中含多少个氮气分子?
1.5NA
2. 下列说法正确的是(D )。
(A)在标准状况下,1mol水和1mol氢气的体积都约是22.4 L
(B)2g氢气和44g二氧化碳的体积相等
(C)1mol某气体的体积为22.4L,则该气体一定处于标准状况
(D)在标准状况下,1g氢气和11.2L氧气的物质的量相等
3.在标准状况下,多少g一氧化碳的体积与4g氢气的体积相等?
54g
4.实验室里用锌与足量的硫酸反应制得氢气。若要制得500mL(标准状况)的氢气,需要多少mol的锌?要消耗20%的硫酸多少g?
解:设需要xmol的锌,要消耗20%的稀硫酸yg。
500mL=0.5L
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2↑
1mol 98g 22.4L
xmol 20%×y 0.5L
1/x=22.4/0.5
X=0.0223mol
98/20%×y=22.4/0.5
y=10.9g
答……
【作业布置】……
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