高中化學(xué)人教版第一章從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 全國(guó)公開(kāi)課

《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)（第2課時(shí)）氣體摩爾體積一、教材分析《氣體摩爾體積》是在學(xué)習(xí)物質(zhì)的量概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)的，它揭示了氣體的質(zhì)量、體積和微觀粒子之間的關(guān)系，是對(duì)物質(zhì)的量的加深理解、鞏固和運(yùn)用，是以后學(xué)習(xí)有關(guān)氣態(tài)反應(yīng)物和生成物化學(xué)方程式的計(jì)算的基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與能力1、理解氣體摩爾體積的概念；2、理解阿伏加德羅定律；3、掌握標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積與氣體物質(zhì)的量的關(guān)系。（二）過(guò)程與方法從分析研究影響固體、液體、氣體體積的大小主要因素過(guò)程中，培養(yǎng)問(wèn)題的意識(shí)，調(diào)動(dòng)研究的主觀欲望，體驗(yàn)歸納整理的過(guò)程，學(xué)習(xí)分析矛盾的主要方面和次要方面。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)影響物質(zhì)體積大小的因素和氣體摩爾體積的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)與人合作的團(tuán)隊(duì)精神，善于合作學(xué)習(xí)，共同提高，在學(xué)習(xí)中感受化學(xué)世界的美麗、奇妙和和諧。三、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：氣體摩爾體積教學(xué)難點(diǎn)：決定物質(zhì)體積的因素；氣體摩爾體積。四、教學(xué)過(guò)程預(yù)習(xí)探究（學(xué)生用）1.物質(zhì)體積的大小取決于構(gòu)成這種物質(zhì)的粒子數(shù)目、粒子的大小和粒子之間的距離這三個(gè)因素。2.對(duì)于固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)來(lái)講，粒子之間的距離是非常小的，這使的固態(tài)或液態(tài)的粒子本身的“直徑”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子之間的距離，所以決定固體或液體的體積大小的主要因素是：（1）粒子數(shù)目；（2）粒子的大小。3.對(duì)于氣體來(lái)講，分子之間的距離很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子本身的“直徑”。所以決定氣體體積大小的主要因素是：（1）粒子數(shù)目；（2）粒子之間的距離。4.若氣體分子數(shù)目相同，則氣體體積的大小主要取決于分子之間的距離。而氣體分子間的距離的大小主要受溫度和壓強(qiáng)的影響。當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，氣體分子間的距離越大，則氣體體積越大；當(dāng)溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，氣體分子間的距離越小，則氣體體積越小?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)表明：在相同的溫度和相同的壓強(qiáng)下，任何氣體分子間的平均距離幾乎都是相等的。所以在一定條件下氣體的體積主要受粒子數(shù)目的多少?zèng)Q定的。因此在相同條件下粒子數(shù)目相同的任何氣體都具有相同的體積，這就是阿附加德羅定律。5.單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積；符號(hào)：VADVANCE\d3mADVANCE\u3；定義式：VADVANCE\d3mADVANCE\u3＝V/n；單位：L/mol或L·mol－和m3/mol或m3·mol－。6.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積是mol?；?dòng)課堂（一）情景激思（教師用）【引入】在化學(xué)反應(yīng)中經(jīng)常遇到氣體物質(zhì)，對(duì)于氣體物質(zhì)來(lái)說(shuō)，測(cè)量體積往往比稱量質(zhì)量更方便。那么氣體體積與物質(zhì)的物質(zhì)的量以及物質(zhì)的質(zhì)量之間有什么關(guān)系呢？我們應(yīng)如何建立氣體體積與其物質(zhì)的量的橋梁呢？而這個(gè)橋梁這就是我們這一節(jié)課所需要解決的問(wèn)題——?dú)怏w摩爾體積?！窘處煆?qiáng)調(diào)】本節(jié)課的課標(biāo)是：初步了解氣體摩爾體積的概念及其在化學(xué)計(jì)算中的簡(jiǎn)單應(yīng)用。【板書(shū)】二、氣體摩爾體積（二）合作探究（師生共用）【思考】通過(guò)以上學(xué)習(xí)的我們知道1mol微粒的質(zhì)量，那么1mol微粒體積怎樣求?【閱讀】科學(xué)視野：【講述】由于在1mol任何物質(zhì)中的粒于數(shù)目都是相同的，都約是×1023。因此，在粒子數(shù)目相同的情況下，物質(zhì)體積的大小就主要取決于構(gòu)成物質(zhì)的粒子的大小和粒子之間的距離。當(dāng)粒子之間的距離很小時(shí)，物質(zhì)的體積就主要決定于構(gòu)成物質(zhì)的粒子的大?。欢?dāng)粒子之間的距離比較大時(shí)，物質(zhì)的體積就主要決定于粒子之間的距離。在1mol不同的固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)中，雖然含有相同的粒子數(shù)，但粒子的大小是不相同的。同時(shí)，在固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)中粒子之間的距離又是非常小的，這就使得固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于粒子的大小了。所以，l

mol不同的固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積是不相同的。【投影】固體、液體、氣體分子距離示意圖：【學(xué)生討論】對(duì)于氣體，粒子間距較大，決定物質(zhì)體積大小的主要因素是粒子間的距離。（補(bǔ)充板書(shū)）而不同氣體在一定溫度和壓強(qiáng)下，分子間的距離可以看作是相等的，所以1mol任何氣體的體積基本相同。這里我們就引入了氣體摩爾體積。結(jié)論：相同條件下，1mol氣體的體積主要決定于分子間的距離?！疽龑?dǎo)】請(qǐng)同學(xué)們回憶摩爾質(zhì)量的概念，給氣體摩爾體積下個(gè)定義。【板書(shū)】4、氣體的摩爾體積單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積，符號(hào)Vm。（提問(wèn)：為什么液體、固體沒(méi)有摩爾體積）n=V/Vm【標(biāo)準(zhǔn)狀況下】Vm=22．４L/mol)【復(fù)習(xí)回顧】通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，1mol任何物質(zhì)的粒子個(gè)數(shù)都相等，都約為×1023個(gè)，1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量都是以g為單位，在數(shù)值上等于構(gòu)成該物質(zhì)的粒子(分子，原子，離子等)的式量。那么，1mol任何物質(zhì)的體積又該如何確定呢？請(qǐng)同學(xué)們先考慮下面的問(wèn)題?！締?wèn)題1】1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量，我們都可以用摩爾質(zhì)量作橋梁把它計(jì)算出來(lái)，如果已經(jīng)知道了質(zhì)量，若想要通過(guò)質(zhì)量求體積，還需搭座什么橋呢？【學(xué)生思考回答】【教師總結(jié)】還需要知道密度。【問(wèn)題2】質(zhì)量、密度和體積三者之間的關(guān)系是什么？【學(xué)生思考回答】【教師總結(jié)】×密度體積＝＝＝＝＝＝質(zhì)量密度÷【問(wèn)題3】物質(zhì)的體積與微觀粒子間是否存在著一些關(guān)系呢？也就是說(shuō)體積與物質(zhì)的量之間能否通過(guò)一個(gè)物理量建立起某種關(guān)系呢？也就是說(shuō)體積與物質(zhì)的量之間能否通過(guò)一個(gè)物理量建立起某種聯(lián)系呢？讓我們帶著這個(gè)問(wèn)題，親自動(dòng)手尋找一下答案。【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P13《科學(xué)探究》，并填空。（1）實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象：兩極均產(chǎn)生氣體，其中一極為氫氣，另一極為氧氣，且二者體積比約為2：1。（2）質(zhì)量（g）物質(zhì)的量（mol）氫氣和氧氣的物質(zhì)的量之比氫氣2︰1氧氣（3）從中你會(huì)得出什么結(jié)論？在相同溫度和壓強(qiáng)下，1molO2和H2的體積相同?！窘處熁顒?dòng)】演示電解水的實(shí)驗(yàn)?！緦W(xué)生活動(dòng)】觀察討論思考并回答問(wèn)題。【教師總結(jié)】【問(wèn)題4】下表列出了0℃、101kPa(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí)O2和H2及CO2的密度，請(qǐng)計(jì)算出1molO2、H2和CO2的體積。從中你又會(huì)得出什么結(jié)論？物質(zhì)物質(zhì)的量（mol）質(zhì)量（g）密度（g·L－1）體積（L）H212O2132CO2144結(jié)論：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都約是?！緦W(xué)生活動(dòng)】思考并計(jì)算?！窘處熆偨Y(jié)】【過(guò)渡】以上我們討論了氣體的體積與物質(zhì)的量的關(guān)系，那么對(duì)于固體或液體來(lái)講是否有相同的關(guān)系呢？【問(wèn)題5】下表列出了20℃時(shí)幾種固體和液體的密度，請(qǐng)計(jì)算出1mol這幾種物質(zhì)的體積，從中你會(huì)得到什么結(jié)論？密度/g·cm-3質(zhì)量/g體積/cm3Fe56Al2710H2O1818H2SO498結(jié)論：在相同條件下，1mol固體或液體的體積不相同，而且相差很大?！窘處熆偨Y(jié)】【過(guò)渡】為什么在粒子數(shù)相同的條件下氣體的體積基本相同而固體和液體的體積卻差別很大呢？要回答這些問(wèn)題，我們首先先回答下面的幾個(gè)問(wèn)題：一堆排球、一堆籃球，都緊密堆積，哪一堆球所占體積更大？如果球的數(shù)目都為一百個(gè)呢？如果球和球之間都間隔1米，在操場(chǎng)上均勻地分布，哪一堆球所占總的體積更大？【學(xué)生思考討論并回答】【教師總結(jié)并板書(shū)】1、決定物質(zhì)體積大小的因素有三個(gè)：（1）、物質(zhì)所含結(jié)構(gòu)微粒數(shù)多少；（2）、微粒間的距離(固態(tài)、液態(tài)距離小，排列緊密；氣態(tài)分子間排列疏松)；（3）、微粒本身的大小(液態(tài)時(shí)小，氣態(tài)時(shí)大)；【過(guò)渡】請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀教材P14思考決定固體或液體及氣體體積的因素是什么？【學(xué)生活動(dòng)】閱讀教材P14并回答。【教師總結(jié)】對(duì)于固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)來(lái)講，粒子之間的距離是非常小的，這使的固態(tài)或液態(tài)的粒子本身的“直徑”遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于粒子之間的距離，所以決定固體或液體的體積大小的主要因素是：（1）粒子數(shù)目；（2）粒子的大小。對(duì)于氣體來(lái)講，分子之間的距離很大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子本身的“直徑”。所以決定氣體體積大小的主要因素是：（1）粒子數(shù)目；（2）粒子之間的距離。若氣體分子數(shù)目相同，則氣體體積的大小主要取決于分子之間的距離。而氣體分子間的距離的大小主要受溫度和壓強(qiáng)的影響。當(dāng)壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，氣體分子間的距離越大，則氣體體積越大；當(dāng)溫度一定時(shí)，壓強(qiáng)越大，氣體分子間的距離越小，則氣體體積越小?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)表明：在相同的溫度和相同的壓強(qiáng)下，任何氣體分子間的平均距離幾乎都是相等的。所以在一定條件下氣體的體積主要受粒子數(shù)目的多少?zèng)Q定的?！景鍟?shū)】（4）、決定固體或液體的體積大小的主要因素：①粒子的數(shù)目②粒子的大?。?）、決定氣體體積大小的主要因素：①粒子的數(shù)目②粒子之間的距離【教師強(qiáng)調(diào)】無(wú)數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，外界條件相同時(shí)，物質(zhì)的量相同的任何氣體都含有相同的體積。這給我們研究氣體提供了很大的方便，為些，我們專門引出了氣體摩爾體積的概念，這也是我們這節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容?！景鍟?shū)】2、氣體摩爾體積【引導(dǎo)】請(qǐng)同學(xué)們回憶摩爾質(zhì)量的概念，給氣體摩爾體積下個(gè)定義?！景鍟?shū)】（1）、概念：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的任何氣體在相同條件下應(yīng)占有相同的體積。這個(gè)體積稱為氣體摩爾體積。（2）、符號(hào)：Vm（3）、定義式：Vm=V(氣體)/n（氣體）（4）、單位：升/摩爾（L/mol或L·mol-1）；米3/摩爾（m3/mol或m3·mol-1）。【強(qiáng)調(diào)】我們?yōu)榱搜芯糠奖?，通常將溫度為O℃，壓強(qiáng)101kPa時(shí)的狀況稱為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都約是?！景鍟?shū)】（5）、氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積約是?！咀灾骶毩?xí)】判斷正誤1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何物質(zhì)的體積都約為L(zhǎng)。(×，物質(zhì)應(yīng)是氣體)mol氣體的體積約為L(zhǎng)。(×，未指明條件標(biāo)況)3.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1molO2和N2混合氣(任意比)的體積約為L(zhǎng)。(√，氣體體積與分子種類無(wú)關(guān))L氣體所含分子數(shù)一定大于L氣體所含的分子數(shù)。(×，未指明氣體體積是否在相同條件下測(cè)定)5.任何條件下，氣體的摩爾體積都是L。(×，只在標(biāo)況下)6.只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積才能是L。(×，不一定)【學(xué)生思考討論回答】【教師點(diǎn)評(píng)】【問(wèn)題6】從這幾個(gè)試題來(lái)看，在理解標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？【學(xué)生思考討論回答】【教師總結(jié)并板書(shū)】（6）、注意事項(xiàng)：①、條件：是在標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃、101kPa）下；②、研究對(duì)象：任何氣體，可以是單一氣體也可以是混合氣體；③、物質(zhì)的量：1mol；④、所占體積：約為?！締?wèn)題7】同溫同壓下，如果氣體的體積相同則氣體的物質(zhì)的量是否也相同呢?所含的分子數(shù)呢?【學(xué)生思考討論回答】【教師總結(jié)】因?yàn)闅怏w分子間的平均距離隨著溫度、壓強(qiáng)的變化而改變，各種氣體在一定的溫度和壓強(qiáng)下，分子間的平均距離是相等的。所以，同溫同壓下，相同體積的氣體的物質(zhì)的量相等。所含的分子個(gè)數(shù)也相等。這一結(jié)論最早是由意大利科學(xué)家阿伏加德羅發(fā)現(xiàn)的，并被許多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，成為定律，叫阿伏加德羅定律。【板書(shū)】3.阿伏加德羅定律：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。【教師強(qiáng)調(diào)】對(duì)這一定律的理解一定要明確適用范圍為氣體。在定律中有四同：“同溫”、“同壓”、“同體積”、“同分子數(shù)目”，三同就可定為一同?！咀灾骶毩?xí)】若氣體分子間的距離相同（即在同溫同壓下），則氣體的體積大小主要取決于氣體分子數(shù)目的多少（或物質(zhì)的量的大?。?。氣體的分子數(shù)越多，氣體的體積就越大?！窘處熆偨Y(jié)】在同溫同壓下，氣體的體積之比與氣體的分子數(shù)（或物質(zhì)的量）之比成正比。——阿伏加德羅定律的推論之一.如：在同溫同壓下，A、B兩種氣體==【板書(shū)】4.阿伏加德羅定律推論：在同溫、同壓下，任何氣體的體積之比與氣體的分子數(shù)（或物質(zhì)的量）之比成正比。即：==【教師點(diǎn)撥】阿伏加德羅定律還有很多推論，請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合氣體狀態(tài)方程PV＝nRT(P代表壓強(qiáng)；V代表體積；n代表物質(zhì)的量；R是常數(shù)；T代表溫度)課后推導(dǎo)下列關(guān)系式：1、在同溫、同壓下，任何氣體的密度之比與氣體的摩爾質(zhì)量（或相對(duì)分子質(zhì)量）之比成正比。==2、在同溫、同體積下，任何氣體的壓強(qiáng)之比與氣體的分子數(shù)（或物質(zhì)的量）之比成正比。[小結(jié)]、氣體的摩爾體積：?jiǎn)挝晃镔|(zhì)的量的氣體所占的體積，符號(hào)Vm。n=V/Vm標(biāo)準(zhǔn)狀況下：Vm=22．４L/mol五、教學(xué)反思本節(jié)課體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨的教育理念，在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生有充裕的時(shí)間思考、討論、回答問(wèn)題，由于使用了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，通過(guò)課件的演示來(lái)模擬展示學(xué)生的探究結(jié)果，更直觀、更形象的幫助學(xué)生對(duì)抽象概念的理解，收到了很好的教學(xué)效果。在教學(xué)