物理教案－氣體摩爾體積[第一課時(shí)]

時(shí)間：2023-05-02 04:00:45 物理教案我要投稿

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教學(xué)目標(biāo)

物理教案－氣體摩爾體積[第一課時(shí)]

知識(shí)目標(biāo)

??使學(xué)生在了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，理解氣體摩爾體積的概念。

??使學(xué)生在理解氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積的基礎(chǔ)上，掌握有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。

能力目標(biāo)

??通過氣體摩爾體積的概念和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

??通過有關(guān)氣體摩爾體積計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并了解學(xué)科間相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系。

情感目標(biāo)

??通過本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

??通過教學(xué)過程中的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

教學(xué)建議

教材分析

??本節(jié)教材在學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量和摩爾質(zhì)量概念的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)氣體摩爾體積的概念及有關(guān)計(jì)算，這樣的編排，有利于加深理解、鞏固和運(yùn)用有關(guān)概念，特別是深化了對(duì)物質(zhì)的量及其單位的理解。本節(jié)是今后學(xué)習(xí)有關(guān)氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的化學(xué)方程式的計(jì)算，以及學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的重要基礎(chǔ)。

本節(jié)教材首先注意了學(xué)科間的聯(lián)系和學(xué)生已有的知識(shí)，通過計(jì)算得出1mol幾種物質(zhì)的體積，設(shè)問：1mol 氣態(tài)物質(zhì)的體積是不是也不相同呢？然后介紹氣態(tài)物質(zhì)的體積與外界溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體的體積，引出氣體摩爾體積的概念，最后是關(guān)于氣體摩爾體積概念的計(jì)算。

教學(xué)建議

教法建議

1．認(rèn)真鉆研新教材，正確理解氣體摩爾體積的概念。

原必修本39頁(yè)“在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L，這個(gè)體積叫做氣體摩爾體積。”認(rèn)為“22.4L/mol就是氣體摩爾體積”。

新教材52頁(yè)氣體摩爾體積的定義為“單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。即 Vm=V/n �！庇纱丝梢钥闯�，氣體摩爾體積是任意溫度和壓強(qiáng)下，氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量之比，而22.4L/mol是在特定條件（如：0℃，101KPa）下的氣體摩爾體積。注意：當(dāng)溫度高于0℃，壓強(qiáng)大于101Kpa時(shí)，1mol任何氣體所占的體積也可能是22.4L。

教學(xué)中要給學(xué)生講清氣體摩爾體積與標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol的關(guān)系。

2．本節(jié)引入方法

⑴計(jì)算法：全班學(xué)生分成3組，分別計(jì)算1mol固、液態(tài)幾種物質(zhì)的體積并填表。

物質(zhì)

粒子數(shù)

1mol 物質(zhì)質(zhì)量（g）

20℃密度（g/cm3）

體積（cm3）

6.02×1023

7.8

6.02×1023

2.7

6.02×1023

207

11.3

H2O

6.02×1023

1(4℃)

H2SO4

6.02×1023

1.83

⑵實(shí)物展示法：有條件的學(xué)校，可分別展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的實(shí)物，直觀得到體積不同的結(jié)論；展示22.4L實(shí)物模型，這種實(shí)物展示方法學(xué)生印象深刻，感性經(jīng)驗(yàn)得以豐富。

3.列表比較決定物質(zhì)體積的主要因素（用“√”表示）

物質(zhì) 因素

粒子的數(shù)目

粒子間平均距離

粒子本身大小

固、液態(tài)

√

氣態(tài)

√

講清當(dāng)粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)體積由粒子大小決定，氣體體積主要由分子間距離決定。舉例：50個(gè)乒乓球和50個(gè)籃球緊密堆積或間隔1米擺放，前者球的大小決定體積，后者球間的距離決定體積。

4．充分運(yùn)用多媒體素材，展示微觀的變化，活躍課堂氣氛，激發(fā)學(xué)生興趣。例如：應(yīng)用微機(jī)顯示溫度、壓強(qiáng)對(duì)氣體體積的影響；固、液、氣態(tài)物質(zhì)粒子間距離；1mol液態(tài)水（0℃，18mL），加熱到100℃氣化為水蒸氣的體積變化等。

5．通過閱讀、設(shè)問、討論，突破難點(diǎn)。討論題有：物質(zhì)體積的大小取決與哪些微觀因素？決定固、液、氣態(tài)物質(zhì)體積的主要因素？在粒子數(shù)一定的情況下，為什么氣體體積主要取決于分子間距離？為什么比較一定量氣體的體積，要在相同的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行才有意義？為什么相同外界條件下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積不同，而1mol氣體物質(zhì)所具有的體積卻大致相同？在相同條件下，相同物質(zhì)的量的氣體所具有的體積是否相同？為什么1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣體積由18mL變?yōu)?.06×104mL體積擴(kuò)大1700倍？

6．在理解標(biāo)況下氣體摩爾體積這一特例時(shí)，應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下4點(diǎn)：①標(biāo)準(zhǔn)狀況 ②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L 只有符合這些條件，22.4L才是1mol任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。因此，非標(biāo)準(zhǔn)狀況下或固、液態(tài)物質(zhì)，不能使用22.4L/mol.

7．教材52頁(yè)“在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子”，應(yīng)指出這個(gè)結(jié)論即為阿伏加德羅定律。學(xué)生基礎(chǔ)較好的班級(jí)，還可簡(jiǎn)單介紹阿伏加德羅定律的幾個(gè)重要推論。

8．教材53頁(yè)的例題2，是關(guān)于氣體摩爾體積的計(jì)算，教學(xué)中應(yīng)指出密度法是計(jì)算氣體相對(duì)分子質(zhì)量的常用方法，即M =ρVm如果是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，則：M =ρ·22.4L/mol

9．在 V、n、m、N之間的關(guān)系可放在學(xué)習(xí)氣體摩爾體積計(jì)算例題前進(jìn)行，也可放在課后小結(jié)進(jìn)行。

教學(xué)建議

關(guān)于氣體摩爾體積

1．氣體摩爾體積1mol某氣體的體積即氣體摩爾體積，單位為L(zhǎng)／mol。標(biāo)準(zhǔn)狀況下任何氣體的體積均為22．4L。即標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積為22．4L／mol。

2．阿伏加德羅定律同溫同壓下體積相同的任何氣體都含有相同的分子數(shù)即阿伏加德羅定律。由此可見氣體的體積比在同溫同壓下必等于分子數(shù)比。由此可以導(dǎo)出同溫同壓下不同氣體間的關(guān)系：

（1）同溫同壓下，氣體的體積比等于物質(zhì)的量比。

（2）同溫同容下，氣體的壓強(qiáng)比等于物質(zhì)的量比。

（3）同溫同壓下，氣體的摩爾質(zhì)量比等于密度比。

（4）同溫同壓下，同體積的氣體質(zhì)量比等于摩爾質(zhì)量比。

（5）同溫同壓下，同質(zhì)量氣體的體積比等于摩爾質(zhì)量的反比。

此外還在運(yùn)用時(shí)要結(jié)合物理中的同物質(zhì)的量的氣體在同溫時(shí)，其體積與壓強(qiáng)成反比；氣體體積與熱力學(xué)溫度在同壓條件下成正比。

3．氣體摩爾體積的常見應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol氣體為22．4L，即可導(dǎo)出其質(zhì)量便是該氣體的摩爾質(zhì)量。據(jù)此可求出未知化學(xué)式的氣體摩爾質(zhì)量和相對(duì)分子質(zhì)量，也可求出1L氣體的質(zhì)量即氣體密度。反之也可由氣體密度求摩爾質(zhì)量。同溫同壓下兩氣體的密度比叫氣體的相對(duì)密度，可據(jù)以由氣體的相對(duì)密度求氣體的摩爾質(zhì)量，如某氣體對(duì) 的相對(duì)密度為15，則其相對(duì)分子質(zhì)量為。常見的有：

（1）由標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度求相對(duì)分子質(zhì)量：

（2）由相對(duì)密度求氣體的相對(duì)分子質(zhì)量：若為對(duì) 的相對(duì)密度則為：，若為對(duì)空氣的相對(duì)密度則為： .

*（3）求混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量（）：即混合氣體1mol時(shí)的質(zhì)量數(shù)值。在已知各組成氣體的體積分?jǐn)?shù)時(shí)見①，若為質(zhì)量分?jǐn)?shù)見②：

①

②

（4）由同溫同壓下氣體反應(yīng)時(shí)的體積比求分子數(shù)比，進(jìn)而推分子式。

（5）直接將氣體摩爾體積代入有關(guān)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。

（6）氣體反應(yīng)物的體積比即分子數(shù)比可便于找出過量氣體。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例一

第二節(jié) 氣體摩爾體積

第一課時(shí)

知識(shí)目標(biāo)

??使學(xué)生在了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上，理解氣體摩爾體積的概念。

能力目標(biāo)

??通過氣體摩爾體積的概念和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

情感目標(biāo)

??通過本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

??通過教學(xué)過程中的設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

教學(xué)重點(diǎn)：氣體摩爾體積的概念

教學(xué)難點(diǎn) ：相同溫度和壓強(qiáng)下，相同物質(zhì)的量的任何氣體所占的體積大約相同的原因。

教學(xué)方法：設(shè)疑、導(dǎo)思、歸納、應(yīng)用

教學(xué)手段：多媒體輔助

教學(xué)過程：

[復(fù)習(xí)提問] 1.1mol物質(zhì)含有的粒子數(shù)約是多少？

2.什么叫摩爾質(zhì)量？

[引入新課] 前面我們學(xué)習(xí)的物質(zhì)的量，它把宏觀上可稱量的物質(zhì)與微觀粒子聯(lián)系起來，宏觀上可感知的除了物質(zhì)的質(zhì)量，還有物質(zhì)所占的體積上節(jié)課我們研究了1mol物質(zhì)所具有的質(zhì)量，這節(jié)課我們來討論1mol物質(zhì)所占的體積。

[板書] 一、氣體摩爾體積

1.1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積

[提問] 已知物質(zhì)的質(zhì)量和密度，怎樣求體積？

學(xué)生回答：V=

[投影] 計(jì)算1mol幾種固、液態(tài)物質(zhì)的體積，填表；

物質(zhì)

粒子數(shù)

1mol 物質(zhì)質(zhì)量（g）

20℃密度（g/cm3）

體積（cm3）

6.02×1023

7.8

6.02×1023

2.7

6.02×1023

207

11.3

H2O

6.02×1023

1(4℃)

H2SO4

6.02×1023

1.83

學(xué)生分組計(jì)算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的體積分別為：7.2、10、18.3、18、53.6cm3

[微機(jī)顯示] 1mol物質(zhì)的體積

[板書] 1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同。

2.1mol氣態(tài)物質(zhì)的體積

[微機(jī)顯示] 影響氣體體積的因素

指導(dǎo)學(xué)生注意觀察分子間平均距離的變化。

[說明] 比較一定質(zhì)量氣體的體積，必須在相同溫度和壓強(qiáng)條件下。

[板書] 標(biāo)準(zhǔn)狀況：0℃，101kPa

[投影] 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2氣體的體積，并填表：

氣體

粒子數(shù)

1mol物質(zhì)質(zhì)量(g)

密度（g/L）

體積（L）

6.02×1023

2.016

0.0899

6.02×1023

32.00

1.429

CO2

6.02×1023

44.01

1.977

學(xué)生分組計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol H2、O2、CO2的體積分別為：22.4L、22.4L、22.3L

[板書] 在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積都約是22.4L。

[強(qiáng)調(diào)] ①標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃，101Kpa）②物質(zhì)的量為1mol ③任何氣體物質(zhì) ④約為22.4L

[展示] 22.4L體積的實(shí)物模型

[設(shè)疑] 在其它的溫度和壓強(qiáng)下，1mol氣體是否占有大約相同的體積呢？

[板書] 單位物質(zhì)的量氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。

Vm = 單位：L/mol

[提問] 氣體摩爾體積與標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積22.4L/mol是什么關(guān)系？

[強(qiáng)調(diào)] 22.4L/mol只是在特定條件下的氣體摩爾體積。氣體摩爾體積是在任意溫度、壓強(qiáng)下，氣體體積與氣體物質(zhì)的量之比。

[設(shè)問] 為什么在一定溫度、壓強(qiáng)下，1mol固、液態(tài)物質(zhì)體積不同，而1mol氣體體積都大致相同呢？讓我們從物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)上找找原因。

[討論] 決定物質(zhì)體積的主要因素

[微機(jī)顯示] 影響物質(zhì)體積的因素

[提問] 1.1mol液態(tài)水變?yōu)?mol水蒸氣分子數(shù)是否變化？

2.為什么體積由18mL變?yōu)?.06×104mL，體積擴(kuò)大了1700倍。

[指出] 在粒子數(shù)相同的條件下，固、液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于構(gòu)成物質(zhì)的粒子的大小，由于構(gòu)成不同物質(zhì)的粒子的大小不同，所以1mol固、液態(tài)物質(zhì)的體積不相同；氣體的體積主要決定于粒子間的距離，不同氣體分子間的平均距離大約相等，所以1mol氣體的體積大致相同。

[結(jié)論] 在相同的溫度和壓強(qiáng)下，相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。即阿伏加德羅定律。應(yīng)用：同溫同壓：，還可推導(dǎo)出

[練習(xí)] （投影）下列說法是否正確？如不正確，指出錯(cuò)誤的原因。

1. 1mol任何氣體的體積都是22.4L。

2. 1molH2的質(zhì)量是1g,它所占的體積是22.4L/mol。

3. 1mol任何物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)所占的體積都約為22.4L。

4.22.4LO2一定含有6.02×1023個(gè)O2。

5.在同溫同壓下，32gO2與2gH2所占的體積相同。

6. 在同溫同壓下，20mLNH3與60mLO2所含的分子個(gè)數(shù)比為1：3。

（答案：正確的是5.6.）

板書設(shè)計(jì) ：

第二節(jié) 氣體摩爾體積

一、氣體摩爾體積