1、化学题气体摩尔体积教学目标1在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念。2通过气体摩尔体积和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。教学重点气体摩尔体积的概念教学难点气体摩尔体积的概念教学方法引导、归纳、启发、练习、讲解、讨论等课时安排第一课时：气体摩尔体积的概念第二课时：有关气体摩尔体积的计算教学用具投影仪、胶片教学过程 第一课时引言通过上一节课的学习，我们知道，1 mol任何物质的粒子个数都相等，都约为6021023个，1 mol任何物质的质量都是以克为单位，在数值上等于构成该物质的粒子（分子、原子、离子等）的式量。那么，1 mol 任何物质的
2、体积（即摩尔体积）又该如何确定呢？师1 mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来。若想要通过质量求体积，还需搭座什么桥呢？生还需知道物质的密度。问质量、密度和体积三者之间的关系是什么？生质量等于密度乘以体积。师很好，它们之间的关系我们可以用代数式表示为：草板书m=V或V= 师请大家根据已有的知识来填写下表（可用计算器来进行计算）。投影表一学生活动，教师请一位同学把计算结果填入表中空格内空格内所填数值为：师请大家根据自己的计算结果，口答下列问题。投影问题1 1 L=_cm3。2 1 mol不同的固态或液态的物质，体积_（填“相同”或“不同”）。3在相同状态下，1 mol气体的
3、体积_（填“相同”“不同”“基本相同”）。4同样是1 mol的物质，气体和固体的体积相差_（填“不大”或“很大”）。学生活动阅读课本相关内容和资料，分析上述问题，并回答：11000 cm3；2不同；3基本相同；4很大。问为什么在“表二”中要指明物质密度的测定条件，而“表一”中却无？生因为“表二”所列物质为气体，“表一”所列物质为固体和液体。气体的密度随着压强和温度等外界条件的变化而变化。固体、液体的密度受外界条件的影响不大。师回答得很好！那么，质量是否会随外界条件的改变而改变呢？生不会！问由质量和密度决定的物质的体积呢？生质量一定时，固体和液体的体积随外界条件的变化而变化不大；气体的体积受外界
4、条件的影响显著。师很正确！那么，这些结论如何从理论上得到解释呢？请大家阅读课本第5051页的内容。并总结。学生阅读、总结问物质体积的大小取决于哪些微观因素？生物质体积的大小取决于物质粒子数的多少，粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。问当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素？生粒子数一定时，固、液态物质的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。问为什么相同外界条件下，1 mol固、液态物质所具有的体积不同，而1 mol气态物质所具有的体积却基本相同？生在固态和液态中，粒子本身的大小不同，决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之
5、间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。问为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行？生因为气体的体积受温度、压强的影响很大，故说到气体的体积时，必须指明外界条件。师大家回答得很正确。对于气体来说，我们用得更多的是气体的体积，而不是质量，且外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，这给我们测定有关气体的量值提供了很大的方便，为此，我们专门引出了气体摩尔体积的概念。这也是我们本节课所学的重点。板书第二节气体摩尔体积（第一课时）一、气体摩尔体积师所谓气体的摩尔体积，指的是：讲解并板书单位物质的量的气体所占的体积。师即气体的体积与气体的物质的量之
6、比。其符号为Vm，可表示为：板书Vm= 问能否从气体摩尔体积Vm的表达式中，知道其单位呢？学生回答能，是L/mol。教师板书单位：L/mol或Lmol1。师通过刚才对表二相关几种气体体积的计算，得到在相同的0，101 kPa的条件下均约为224 L，不仅仅是这几种气体，大量的科学实验表明，其他气体也是如此，即物质的量为1 mol，条件为0和101 kPa时的体积约为224 L。而我们通常又把温度为0、压强为101 kPa时的状况称为标准状况。因此我们可以得到一个什么样的结论？学生回答，教师板书在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约为224 L。师这也表明，标况（标准状况）下气体的摩尔体积约为2
7、24 L/mol或224 Lmol1大家在掌握气体摩尔体积这个概念时，一定要注意以下几点：1气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。2气体在不同状况下的气体摩尔体积是不同的，其在标准状况下的气体摩尔体积约为224 L/mol。3同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。下面，请大家根据所学知识，判断下列说法是否正确。投影练习判断正误，并说明理由。1标况下，1 mol任何物质的体积都约是224 L。2 1 mol气体的体积约为224 L。3标况下，1 mol O2和N2混合气的体积约为224 L。4 224 L气体所含分子数一定大于112 L气体所含分子数。5任何条件下，气体
8、的摩尔体积都是224 L/mol。6只有在标况下，气体的摩尔体积才能是224 L/mol。学生活动答案：1错，物质应是气体；2错，未指明条件标况；3正确，因气体体积与分子种类无关；4错，未指明气体体积是否在相同条件下测定；5、6均错，气体在标准状况下的摩尔体积约为224 L，但并不是说只有在标准状况下才能为224 L/mol，也不是在任何条件下都是224 L/mol。师请大家思考下面的问题，并回答。投影同温同压下，体积相同的气体的物质的量是否相同？所含的分子个数是否相同？说明理由。学生思考后回答气体的体积主要决定于气体所含的分子个数，而与气体分子的种类无关，在一定的温度和压强下，分子间的平均距
9、离是相等的。即同温同压下，相同体积的气体含有相同数目的分子，则表示粒子集体的物质的量也必然相同。师大家总结得很好！这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，因此，又叫做阿伏加德罗定律。板书阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。师由上述定律，我们很自然地可得出以下结论：板书同温同压下： 问题探究在常温下（25），一个最大承受气压为2a kPa的气球内充有01 mol H2，气压为08a kPa。若再向该气球内充H2，再充入H2物质的量的最大值为_。学生活动分组讨论，分析：根据阿伏加德罗定律可知，同温同压条件下，相同体积的任何气
10、体，都含有相同的分子数。那么本题的条件相当于同温即都是常温25，同体积即在同一个气球内，此条件下，很显然气球内气体的分子数越多，即物质的量越多，气体对气球的压力就越大，也就是同温同体积时，气体的物质的量与压强成正比，可表示为。所以有=可得nmax=025 mol可再充入的H2的物质的量为025 mol01 mol=015 mol。师大家所讨论得出的结论，是阿伏加德罗定律的一个重要推论，在今后的学习中还会用到。小结影响气体体积的因素有多种，因此，说到气体的体积，一定要指明外界条件。相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积。标准状况下，气体摩尔体积的数值约为224 L/mol。只要同学们正确理
11、解和掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义，就很容易在气体的质量和体积之间进行相互换算。这也是我们下一节课所要学习的主要内容。布置作业课本习题：二、1；三。板书设计气体摩尔体积（第一课时）一、气体摩尔体积单位物质的量的气体所占的体积Vm= 单位：mol/L或molL1在标准状况下，1摩尔任何气体的体积都约是224 L阿伏加德罗定律：在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子同温同压下： 教学说明本课题立足于师生共同探究和讨论，要求教师要充分调动起学生学习的积极性和主动性。同时，要注意，学生在课堂上虽然很好地理解了气体摩尔体积，但在课下对有关条件特别容易忽略。因此，教师在
12、讲授时要注重强调外界条件对气体的影响。同时还需在后续讲课中不断地强化。参考练习1下列说法中正确的是A1 mol O2和1 mol N2所占的体积都约为224 LBH2的气体摩尔体积约为224 LC在标准状况下，1 mol H2和1 mol H2O所占的体积都约为224 LD在标准状况下，224 L由N2、N2O组成的混合气体中所含有的N的物质的量约2 mol答案：D 2下列说法中正确的是（视224为准确数）A在0、101105 Pa的条件下，某气体的体积为224102 m3，该气体的物质的量为1 molB1 mol某气体的体积为224 L，该气体所处的状况必定为标准状况C在0的温度下，1 mo
13、l某气体的体积为224 L，该气体的压强为101 kPaD固态的二氧化碳又叫干冰，含CO2 1 mol的干冰在标准状况下的体积必定小于224 L答案：AC3已知空气的平均摩尔质量为29 g/mol。在同温、同压下，某气体R对空气相对密度为2，该气体是ACH4BC2H4CC2H2 DC4H10答案：D4在同温度、同体积和同质量的下列气体中，气体压强最小的是ACO2 BCH4 CH2 DCO答案：A第二课时师上节课我们重点学习了气体摩尔体积的概念及阿伏加德罗定律，请大家根据所学内容做以下练习。投影练习1在标准状况下，2 mol CO2的体积是多少？448 L H2的物质的量是多少？它们所含的分子数
14、是否相同？2在标准状况下，若两种气体所占体积不同，其原因是A气体性质不同B气体分子的大小不同C气体分子间平均距离不同D气体的物质的量不同学生活动答案：1 448 L，2 mol，相同。2D师解决以上问题的依据实际上就是气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律，大家都能很轻松地正确解答。结合上节课所学内容，并回忆我们以前学过的物质的量与质量及粒子个数的关系，请大家找出以下各量之间的关系，并把联系它们的中间量用符号标出来。板书VN nm请一位同学上黑板标出学生板书问NA、Vm、m、分别代表什么？生NA表示阿伏加德罗常数；Vm表示气体摩尔体积；m表示物质的摩尔质量；代表物质的密度。问此处的Vm约等于224
15、 Lmol1吗？为什么？生不等于。224 Lmol1特指标准状况下气体的摩尔体积。问此处的指的是固体、液体还是气体的密度？生（一怔）气体的！师不但是气体的密度，而且是一定条件下气体的密度。如此说来，黑板上所表示的各量之间的关系还有什么不足之处？生N、m、V所指物质的状态范围不同，其中N、m可指任何状态的物质，而V仅是对气体而言。师很好！为此，我们需在上述关系中的V后注明“气体”二字。板书（气体）师这也告诉我们，在将来的学习过程中，使用公式和定律时，一定要注意它的使用条件和应用范围。问根据前面所学知识，我们知道气体在一定条件下的密度可通过它的质量m和在该条件下的体积V求得，即=，那么，能否通过气
16、体的摩尔质量m和气体在一定条件下的气体摩尔体积Vm来计算其在该条件下的密度呢？请大家思考后回答，并说出为什么？ 学生思考学生回答能！因为气体在一定条件下的密度与所取气体体积的多少无关，当我们取1摩尔的气体时，其质量m就等于m，它在一定条件下的体积V就等于Vm，由可知，它在一定条件下的密度可通过=来进行计算。师回答得很好！由此我们可推出气体在标准状况下的密度可用下式求得：板书标= 过渡下面，我们就在熟悉以上各量之间关系的基础上，重点学习有关气体摩尔体积的计算。板书第二节气体摩尔体积（第二课时）二、有关气体摩尔体积的计算投影1标准状况下，22 g CO2的体积是多少？师请大家用规范的解题格式解答上
17、题。学生活动，请一位同学上黑板解答学生板书解：n（CO2）=005 mol。因为标况下Vm=224 Lmol1。V（CO2）=n（CO2）Vm=005 mol224 Lmol1=112 L。答：在标准状况下22 g CO2的体积为112 L。师大家做得都很好！由我们刚刚总结出的N、m、V、等量之间的关系图，可以很明确地获悉此题的解题思路：求CO2气体的体积V，需知道n（CO2）和Vm，Vm在标准状况下为定值，故此题转化为求n（CO2），联系n（CO2）与题中已知条件m（CO2）的桥梁是m（CO2），至此，此题便可正确求解。师请同学们再用正确的解题格式解答下题：投影2在标准状况下，测得192克某
18、气体的体积为672 mL。计算此气体的相对分子质量。 学生活动，教师巡视，并从学生中挑出有代表性的解题方法让学生写于投影胶片上，以备展示分析本题已知气体的质量和气体在标况下的体积，要求的数值是气体的相对分子质量。由以上各量的关系图可以看出，联系气体体积和质量的桥梁是气体的物质的量或气体在标况下的密度，因此，解题时可从此处着手。解答此题的另一个关键是要清楚物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相等的。故本题只要求出该气体的摩尔质量即可。师下面是解答本题的两种解法。请大家注意这两种解法的思路和步骤。投影展示解法一：解：在标准状况下，该气体的密度为：标=286 gL1，标准状况下，Vm=22
19、4 Lmol1。则该气体的摩尔质量为：m=标224 Lmol1=286 gL1224 Lmol1=64 gmol1，即该气体的相对分子质量为64。解法二：解：标准状况下，该气体的物质的量为n=003 mol摩尔质量为：M=64 gmol1，即气体的相对分子质量为64。答：此气体的相对分子质量为64。师大家课后还可以考虑此题是否有另外的解法。下面，请大家思考和回答以下问题。投影已知相对原子质量：S:32Br:80H:1现有34 g H2S和01 mol的HBr气体。（1）不同条件下，哪个分子数较多？（2）相同条件下，哪个该用较大的容器装？（3）不同条件下，哪个质量大？大多少？（4）哪个所含H原子
20、的物质的量多？多多少？（5）其中含S和Br各多少克？学生思考，并回答解答34 g H2S的物质的量为：n（H2S）=01 mol。（1）条件不同时，例如改变压强或温度，只能改变气体的体积，改变不了分子的数目，因34 g H2S和01 mol HBr的物质的量相同，故两者所含分子数相等。（2）用较大容器装的气体的体积应该大，但在相同条件下，物质的量相同的气体体积相同，所以应用一样的容器装。（3）不同条件下，物质的聚集状态有可能改变，但质量不变。m（HBr）=n（HBr）M（HBr）=01 mol81 gmol1=81 g比H2S多81 g34 g=47 g。（4）01 mol H2S中含H原子0
21、2 mol，而01 mol HBr中含H原子为01 mol，故H2S所含H原子物质的量多，多02 mol01 mol=01 mol。（5）01 mol H2S：中含S 01 mol32 gmol1=32 g。01 mol HBr中含Br：01mol80 gmol1=8 g。问题探究在平时的学习中，我们经常提到空气的平均相对分子质量为29，而空气的体积组成为：N2 78%，O2 12%，Ar 094%，CO2 004%，H2 002%，请大家讨论如何根据各成分的体积分数求得空气的平均相对分子质量。学生活动讨论，分析：对于混合气体而言，其平均相对分子质量在数值上应该等于混合气体的平均摩尔质量，由M
22、=可知：=M1n1%M2n2%Mini%由阿伏加德罗定律可以推知同温同压下：即它们各自的物质的量分数等于其对应的体积分数，所以有=M1V1%M2V2%MiVi%对于空气而言，其平均摩尔质量就应为=2878%3221%40094%44004%2002%=289529因此空气的平均相对分子质量为29。师关于混合气体的计算在学习和运用中比较常见，大家应充分利用所学到的各种知识灵活地加以应用。本节小结在进行有关物质的量之间的换算时，必须熟悉各量之间的关系；对气体进行计算时，要注意外界条件；对于同一个问题，往往可通过不同的途径来进行解决。作业习题：一；四、2，3板书设计气体摩尔体积（第二课时）二、有关气
23、体摩尔体积的计算标=解：n（CO2）=005 mol。因为标况下Vm=224 Lmol1。V（CO2）=n（CO2）Vm=005 mol224 Lmol1=112 L。答：在标准状况下22 g CO2的体积为112 L。教学说明涉及物质的量的计算，概念较多，而概念的清晰与否，直接影响到解题的质量，所以，采取边学边练习、边比较的方法可以增强学生掌握知识的牢固程度。参考练习1将15 mol H2充入一个材料弹性良好的气球，气球膨胀无皱折。将该气球置于0、101 kPa的环境下，其体积为_L。解析：应用公式n=可求出15 mol H2在标准状况下的体积为336 L，但由于气球材料的收缩而使气球的体积
24、小于336 L。答案：3362某常见气体在标准状况下的密度为125 g/L，请填空：（1）该气体的相对分子质量为_。（2）若气体的分子式为A2型，其名称为_；若该气体的分子式为AB型，其名称为_。答案：（1）28（2）氮气一氧化碳3同温、同压下，某气体对H2的相对密度为22，请填空：（1）该气体的摩尔质量为_。（2）该气体能使澄清的石灰水变浑浊，该反应的离子方程式为_。答案：（1）44 g/mol（2）CO2Ca22OH=CaCO3H2O备课资料 一、阿伏加德罗定律的几个重要推论及其应用1同温、同压下，同体积的气体，其质量（m）之比等于其相对分子质量（M）之比，等于其密度（）之比，即：2同温、
25、同压下，气体的体积（V）之比等于其物质的量（n）之比，也等于其分子数目（N）之比，即：3同温、同压下，同质量的不同气体的体积（V）之比与其密度（）成反比，即：4同温下，同体积气体的压强（p）之比等于其物质的量（n）之比，也等于其分子数目（N）之比，即：以上推论均可由气态方程推出例1在一个密闭容器中盛有11 g X气体（X的摩尔质量为44 gmol1）时，压强为1104 Pa，如果在相同温度下，把更多的气体X充入容器，使容器内压强增至5104 Pa，这时容器内气体X的分子数约为A331025 B331024C751023 D751022解析：由于是密闭容器，则充入不同的X气体的条件是等温等容。起
26、始条件下气体X的物质的量为：11 g/44 gmol1=025 mol，当更多的X充入容器时，设此时有X的物质的量为n终，由阿伏加德罗定律的推论（同温同容下，气体的压强之比等于其物质的量比）可得出以下关系：=125 molN终=n终NA=125 mol6021023mol1=751023。答案：C例2同温同压下测得氢气密度为0089 gL1，某种有刺激性气味的气体X密度为2927 gL1，又知此气体是三原子分子，且由两种元素组成，两元素的质量比为1：1。则某气体X的化学式为_。解析：在已知元素质量比，而欲求其化学式时，首先需求出X的摩尔质量m（X），设此条件下气体摩尔体积为Vm，则有即同温同压
27、下气体的密度比等于其摩尔质量比。于是M（X）=64 gmol1。由含两种元素质量比为1：1，结合三原子分子，知其中一种元素的相对原子质量为32，另一种元素的相对原子质量为16。可知气体是SO2。答案：SO2二、化学计算中的有效数字（1）有效数字有效数字是指在化学分析工作中实际能测量到的数字。例如，用普通滴定管测得液体体积为2105 mL，它有四位有效数字。由于滴定管能准确地测至01 mL，估读至001 mL，因此，该液体的体积应为2105001 mL。由于有效数字的最后一位是不准确的，所以，这一位数字就是“不确定数字”。在记录实验数据或计算结果时，要注意所保留的有效数字应与所用仪器的精密度相一
28、致。例如，用感量为01 g的托盘天平称得物质的质量为104 g，就不能写成1040 g。如果有效数字中有0，这个0是否为有效数字，则应具体情况具体分析后再确定。如在180034中的两个0和00100中后面的两个0都是有效数字。而在00100中前面的两个0只起定位的作用，它们不是有效数字。即在数字前面的0不是有效数字，在数字中间或末端的0则应包括在有效数字的位数中。例如，00045000401230012330053500有效数字 二位 二位 三位 三位 四位 四位（2）有效数字的运算法则加减法几个数相加或相减时，所得结果的小数点后面的位数，应与各参与加减的数中小数点后位数最少的数相同。在计算时，为简便起见，可以在
