1-2-2氣體摩爾體積及其測定(備教案)(滬科版2020必修第一冊)

1.2.2氣體摩爾體積及其測定一、教材分析《氣體摩爾體積》是滬科版高中化學(xué)必修1的第一章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)主要目的是講解氣體摩爾體積的概念。概念的得出可通過問題解決式教學(xué)方法用數(shù)據(jù)的計(jì)算、觀察、分析，得出結(jié)論，提出氣體摩爾體積的概念，并用類比法講解符號、公式和單位。理解概念可采用學(xué)生討論，教師提示的方法總結(jié)之，最后可以回到數(shù)據(jù)得出定律。對剛上高一的學(xué)生進(jìn)行的科學(xué)的解決問題的指導(dǎo)，特別是數(shù)據(jù)的分析與處理，增強(qiáng)其思維能力和自主性，這堂課的內(nèi)容最佳。本節(jié)教材是在學(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，這樣的編排，有利于加深理解、鞏固和運(yùn)用有關(guān)概念，特別是深化了對物質(zhì)的量及其單位的理解。二、學(xué)情分析學(xué)生已知體積、密度、質(zhì)量三者的關(guān)系；已知物理量質(zhì)量、物質(zhì)的量、微粒數(shù)三者的關(guān)系；已知固、液、氣三狀態(tài)；掌握一定數(shù)學(xué)計(jì)算能力、分析數(shù)據(jù)能力。在此內(nèi)容之前學(xué)生已學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量等知識，在物理課中還學(xué)過密度、質(zhì)量、體積的公式，這些內(nèi)容對氣體摩爾體積的學(xué)習(xí)起到了鋪墊和支持的作用。并且學(xué)生已有了“物質(zhì)的量”基礎(chǔ)，故學(xué)生易接受，但對氣體摩爾體積的理解是一難點(diǎn)，需妥善處理。三、教學(xué)目標(biāo)①理解氣體摩爾體積的概念和標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積，能從內(nèi)因與外因兩個(gè)方面說出影響氣體體積的因素；③能進(jìn)行氣體摩爾體積的簡單判斷和計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理能力，分析推理能力，通過對眾多數(shù)據(jù)的對比、分析和推理，培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和探究意識；③掌握測定氣體摩爾體積的方法四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：氣體摩爾體積概念的建立及理解；影響氣體體積大小的因素教學(xué)難點(diǎn)：決定物質(zhì)體積的因素，測定氣體摩爾體積五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容及教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖【復(fù)習(xí)引入】我們上節(jié)課學(xué)習(xí)了物質(zhì)的量，請大家一起回憶我們所學(xué)的知識，什么叫摩爾質(zhì)量？1摩爾物質(zhì)的質(zhì)量是多少，所含的粒子數(shù)是否相同？思考從復(fù)習(xí)舊知識導(dǎo)入新課，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律【學(xué)生討論、回答】回答和學(xué)生充分互動【復(fù)習(xí)】摩爾質(zhì)量的定義【教師復(fù)述】每摩爾指定物種所具有的質(zhì)量叫摩爾質(zhì)量。聽講，憶學(xué)生復(fù)習(xí)回答為后面的學(xué)習(xí)摩爾體積作鋪墊，讓學(xué)生了解類比法在學(xué)習(xí)化學(xué)中的應(yīng)用?！咀穯枴?mol任何物質(zhì)的質(zhì)量，我們可以通過摩爾質(zhì)量求出，那么1mol物質(zhì)的體積，我們?nèi)绾吻笏?？【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=M/ρ聽講記錄思考在前面的基礎(chǔ)上介紹本節(jié)課的重點(diǎn)知識，拓寬學(xué)生的知識面。請同學(xué)們完成PPT計(jì)算常壓下1mol常壓下1mol不同固、液體物質(zhì)的體積26.957.1258.353.2626.957.1258.353.26【引導(dǎo)學(xué)生通過計(jì)算和討論得出結(jié)論】同溫同壓時(shí)，1mol不同的固體液體所占的體積不同?！綪PT】1mol不同氣體物質(zhì)的體積計(jì)算填表讓學(xué)生自己計(jì)算，在思考中“從個(gè)別到一般”總結(jié)規(guī)律，充分體現(xiàn)出“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教學(xué)理念【引導(dǎo)學(xué)生分析】相同條件下，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體所占的體積相同，具體數(shù)值約為22.4L分析、討論引導(dǎo)學(xué)生思考、類比，在小組學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的合作意識【學(xué)生總結(jié)、回答】回答培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、歸納、推理能力。【引導(dǎo)學(xué)生思考】為什么相同條件下，1mol不同固體或液體物質(zhì)的體積是不相同的，而1mol不同的氣體所占的體積大致相同？思考回答引導(dǎo)學(xué)生積極思考，活躍課堂氣氛【學(xué)生討論、回答】回答和學(xué)生充分互動【引導(dǎo)學(xué)生思考】為什么相同條件下，1mol不同固體或液體物質(zhì)的體積是不相同的，而1mol不同的氣體所占的體積大致相同？【教師歸納、總結(jié)、板書】決定物質(zhì)體積大小的因素:（1）物質(zhì)的粒子數(shù)目（2）粒子的大?。?）粒子間的距離聽講記錄讓學(xué)生了解原因【PPT】①構(gòu)成固態(tài)結(jié)構(gòu)微粒間距離的示意圖②構(gòu)成液態(tài)結(jié)構(gòu)微粒間距離的示意圖【教師根據(jù)生活體會和決定物質(zhì)體積大小的因素得出結(jié)論】組成固態(tài)物質(zhì)的微粒之間間距很小，組成液態(tài)物質(zhì)的微粒之間的距離比固態(tài)物質(zhì)的微粒之間的距離大觀看思考記憶借助多媒體使抽象的理論更加具體化，便于學(xué)生理解、接受，充分體現(xiàn)出多媒體教學(xué)的優(yōu)勢?！径嗝襟w展示】構(gòu)成氣態(tài)結(jié)構(gòu)微粒間距離的示意圖（氣體分子間的距離很大）引導(dǎo)學(xué)生從決定物質(zhì)體積大小的因素考慮。觀看思考應(yīng)用直觀教學(xué)，使抽象的理論更加具體化，便于學(xué)生理解、接受，充分體現(xiàn)出多媒體教學(xué)的優(yōu)勢【教師引導(dǎo)學(xué)生探究】既然氣體的體積主要受分子間的平均距離影響，那么分子間的平均距離受哪些條件的影響呢？是怎樣影響的？【PPT】引導(dǎo)學(xué)生回憶溫度與壓強(qiáng)對氣體分子間距的影響會議分析討論使學(xué)生進(jìn)一步明確影響氣體體積大小的因素，為后面的學(xué)習(xí)做鋪墊?！局v解】氣體分子間的平均距離受溫度和壓強(qiáng)的影響，溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，分子間的距離一定。聽講培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納和推理能力?！九e例、講解】通過相同的學(xué)生擠在一起和分散開做操來幫助學(xué)生理解：相同條件下，1mol不同固體或液體物質(zhì)的體積是不相同的，而1mol不同的氣體所占的體積大致相同的原因。聽講思考記錄更透徹地講解、展示，生動的例子有利于學(xué)生理解、遷移知識。【教師歸納、總結(jié)】1.在相同條件下,1mol固體或液體的體積各不相同,而1mol氣體的體積卻幾乎相同。2.在相同的溫度和壓強(qiáng)下，1mol任何氣體都含有相同數(shù)目的體積。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol任何氣體的體積都約為22.4L學(xué)生總結(jié)、歸納培養(yǎng)學(xué)生的歸納和總結(jié)能力。。聽講思考記錄運(yùn)用多媒體清晰地展示標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積理解的要點(diǎn)。[板書]影響物質(zhì)體積的因素決定物質(zhì)體積的內(nèi)因：微粒本身大小、微粒數(shù)目、微粒間平均距離決定物質(zhì)體積的外因：壓強(qiáng)、溫度二、氣體摩爾體積Vm1.概念：單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積2.表達(dá)式：Vm=V/n3.常用單位有L/mol4.標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積(Vm≈22.4L/mol)理解要點(diǎn)：條件：標(biāo)準(zhǔn)狀況（S.T.P）結(jié)論對象：任何氣體物質(zhì)的量：1mol判斷回答及時(shí)鞏固所學(xué)知識，從學(xué)生的回答中檢驗(yàn)他們對新知識的掌握程度，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力?！拘〗Y(jié)】氣體摩爾體積是一個(gè)可變的數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下Vm=22.4L/mol推導(dǎo)“物質(zhì)的量”的計(jì)算關(guān)系聽講思考記錄總結(jié)這節(jié)課內(nèi)容，幫助學(xué)生梳理知識。【布置作業(yè)】完成導(dǎo)學(xué)案課后習(xí)題做作業(yè)鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)和歸納總結(jié)能力。教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)教師活動教學(xué)引入由已經(jīng)學(xué)習(xí)過的氣體摩爾體積回憶該值是如何產(chǎn)生。在黑板上書寫Vm的符號，詢問“這是什么符號”？氣體摩爾體積并非溫度、壓強(qiáng)直接通過儀器讀數(shù)得到，而是通過實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)計(jì)算得到的。1.根據(jù)氣體摩爾體積的定義1mol氣體的體積=【溫馨提示】然而直接測量氣體的體積和質(zhì)量，操作上比較繁復(fù)，一般不用此法。使用不同的氣體測定，測出的氣體摩爾體積誤差大嗎？嘗試著從阿伏伽德羅定律思考。直接測定氣體的體積例如活潑金屬與稀硫酸的反應(yīng)：Mg+H2SO4MgSO4+H2↑由反應(yīng)的計(jì)量系數(shù)可知，氫氣的質(zhì)量可由為鎂條的質(zhì)量取代，而氫氣的體積可由排水集氣法測定。利用鎂條與硫酸反應(yīng)放出氫氣的反應(yīng)，計(jì)算出1mol氣體的體積的表達(dá)式。Mg+H2SO4MgSO4+H2↑111mol氣體H2的體積=實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)測定1mol氣體的實(shí)驗(yàn)裝置的選擇如果要測定1mol氣體體積，我們可以選擇什么氣體來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)兀坑心男┮?？除了制備我們還要收集氣體，常用來收集氣體的方法是什么？排水法收集，要求氣體在水中溶解度比較小綜上所述，符合我們要求的氣體氣體選定了，我們就要制備了，實(shí)驗(yàn)室如何制備氫氣？(1)實(shí)驗(yàn)裝置稀硫酸稀硫酸鎂帶上圖是一種對化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行體積測定的裝置。該裝置由Y形管、量氣管和水準(zhǔn)管組成。量氣管和水準(zhǔn)管的底部用稍長的橡皮管連接，Y形管與量氣管接連接，用水準(zhǔn)管來調(diào)節(jié)液面的高度。實(shí)驗(yàn)時(shí)，對金屬和酸的用量有什么要求嗎？稀硫酸的使用量應(yīng)該過量。所以我們這節(jié)課需要測定的數(shù)據(jù)是m(Mg)和V(H2)記錄：記錄實(shí)驗(yàn)室的溫度和壓強(qiáng)。裝配儀器并做氣密性檢查：裝配好化學(xué)反應(yīng)氣體體積測定裝置，并檢查裝置的氣密性。加料。用砂紙擦去鎂帶表面的氧化物，在電子天平上稱取0.0150～0.0250g鎂帶(精確至0.0001g)，將數(shù)值準(zhǔn)確記錄于實(shí)驗(yàn)記錄表格中。用鑷子將已稱量的鎂帶加入另一支管中。用量筒量取約5mL1mol·L硫酸，小心地倒入Y形管的一個(gè)支管中。④注水。調(diào)節(jié)三通閥閥門，將與Y形管相通的一端關(guān)閉，另外兩端相通。從水準(zhǔn)管口注入一定量的稀釋后的紅墨水至量氣管中水的液面接近0刻度處。調(diào)平氣壓并記錄初始讀數(shù)V1：調(diào)節(jié)三通閥閥門，將空氣端關(guān)閉，另兩端相通，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管與量氣管內(nèi)液面向平。讀取量氣管內(nèi)液面刻度讀數(shù)（小數(shù)點(diǎn)后兩位）為初讀數(shù)，記錄于表格中。⑥引發(fā)反應(yīng)。傾斜Y形管，使硫酸全部流入鎂帶的支管中進(jìn)行反應(yīng)。冷卻后調(diào)平并讀數(shù)V2。待反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管使兩邊液面相平，讀取量氣管內(nèi)液面刻度數(shù)值，記為終讀數(shù)V2。⑧重復(fù)試驗(yàn)。請一位同學(xué)觸摸Y形管。實(shí)驗(yàn)討論到這里，同學(xué)們認(rèn)為我們?yōu)槭裁匆獪y定溫度與大氣壓？反應(yīng)前測定溫度和壓強(qiáng)，在反應(yīng)后，裝置內(nèi)的溫度和反應(yīng)前測定的一樣嗎這是水準(zhǔn)管和量氣管，老師上下移動量氣管你們觀察壓強(qiáng)的變化？為什么壓強(qiáng)不斷在變化？思考，反應(yīng)前后對量氣管和水準(zhǔn)管的位置有什么要求？重復(fù)上述操作進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，將每次實(shí)驗(yàn)計(jì)算所得的氫氣體積填入下表，求平均值。壓強(qiáng)：

Pa

實(shí)驗(yàn)溫度：

K。

次數(shù)實(shí)驗(yàn)

鎂帶質(zhì)量/g氫氣體積

1mol

H2的體積

/L初讀數(shù)V1/mL終讀數(shù)V2/mLΔV/mL1

2

3

確定一定溫度和壓強(qiáng)條件下1mol氣體體積的參考值一定量氣體在不同溫度、壓強(qiáng)下的體積存在如下關(guān)系：。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（273K，101kPa），1mol任何氣體的體積都約為22.4L，所以根據(jù)，可知在通常狀況下（298K，101kPa），1molH2的體積V

≈

24.5L。使用量氣管量取氣體誤差分析1.使用方法

測量