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高中牛顿第二定律教案

发表时间:2020-10-14

第二节气体摩尔体积。

为了促进学生掌握上课知识点,老师需要提前准备教案,大家在仔细规划教案课件。将教案课件的工作计划制定好,未来工作才会更有干劲!你们会写一段优秀的教案课件吗?急您所急,小编为朋友们了收集和编辑了“第二节气体摩尔体积”,仅供参考,欢迎大家阅读。

第二节气体摩尔体积
从容说课
本节教材首先介绍气态物质的体积与外界温度、压强之间的关系,在物质的量概念的基础上,讲解气体摩尔体积的概念。这是以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算,以及学习化学反应速率和化学平衡的必要的基础知识。因此,教材在内容处理上采用了对比法和事实出发的方法,引导学生深入地理解气体摩尔体积的概念,明确22.4Lmol-1是气体摩尔体积的特例。
本节课采用对比引入,通过比较1mol固、液、气体的体积,引导学生分析、发现:在相同条件下,1mol固态、液态物质所具有的体积各不相同,而1mol气态物质所具有的体积却大致相同。然后组织学生阅读、讨论:固态、液态、气态物质的体积的大小取决于什么因素?为什么1mol固态、液态物质所具有体积不同,而1mol气态物质在同条件下的体积却近似相等?最后启发学生从摩尔质量的定义类推出气体摩尔体积的定义,并说明22.4Lmol-1是在特定条件下的气体摩尔体积。
有关气体摩尔体积的计算要求侧重基础题,不要把概念的理解和运用变成纯数学运算。对于例题,就让学生独立演算,然后对照教材,由教师讲评,着重强调单位的一致和格式的规范化。
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,1mol任何物质的粒子个数都相等,都约为6.02×1023个,1mol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,1mol任何物质的体积(即摩尔体积)又该如何确定呢?
[师]1mol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=ρV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
物质物质的量(mol)质量(g)密度(gcm-3)体积(cm3)
Fe17.8
Al12.7
H2O(液)11.0
H2SO411.83
[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]1.1L=cm3。
2.1mol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,1mol气体的体积(填“相同”“不同”“基本相同”)。
4.同样是1mol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:
1.1000cm3;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]质量一定时,物质的体积受外界条件的影响如何?
[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;气体的体积受外界条件的影响显著。
[师]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49~50页的相关内容。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,1mol固、液态物质所具有的体积不同,而1mol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Lmol-1。
[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℃,101kPa的条件下均约为22.4L。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1mol,条件为0℃和101kPa时的体积约为22.4L。而我们通常又把温度为0℃、压强为101kPa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?
[板书]在标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约为22.4L。
[师]这也表明,标况(标准状况)下气体的摩尔体积约为22.4L/mol或22.4Lmol-1。
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22.4L/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,1mol任何物质的体积都约是22.4L。
2.1mol气体的体积约为22.4L。
3.标况下,1molO2和N2混合气的体积约为22.4L。
4.22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含分子数。
5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4L/mol。
6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是22.4L/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22.4L,但并不是说只有在标准状况下才能为22.4L/mol,也不是在任何条件下都是22.4L/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2akPa的气球内充有0.1molH2,气压为0.8akPa。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=0.25mol
可再充入的H2的物质的量为0.25mol-0.1mol=0.15mol。
[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22.4L/mol。只要同学们正确理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
第二节气体摩尔体积(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molL-1
在标准状况下,1摩尔任何气体的体积都约是22.4L
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.下列有关气体的叙述中,正确的是()
A.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小,由构成气体的分子大小决定
B.一定温度和压强下,各种气态物质的体积大小由构成气体的分子数决定
C.不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
D.气体摩尔体积是指1mol任何气体所占的体积约为22.4L
答案:B
2.下列各级物质中,所含分子数一定相同的是 ()
A.1gH2和8gO2
B.0.1molHCl和2.24LHe
C.150℃、1.01×105Pa时18LH2O和18LCO2
D.28gCO和6.02×1022个CO分子
答案:C
3.1mol N2和44gCO2的气体体积,前者和后者的关系 ()
A.大于B.等于 C.小于 D.不能确定
答案:D
4.质量相等的下列气体,分别放到同体积的密闭容器中,同温下,压强最大的是()
A.H2 B.O2 C.Cl2D.N2
答案:A、
5.相对分子质量相同的两种气体,在同温同压下相同的是()
A.体积 B.密度 C.质量 D.物质的量
答案:B

扩展阅读

气体摩尔体积(第二课时)


教学目标概览:

(一)知识目标

1、进一步巩固气体摩尔体积的概念。

2、掌握阿伏加德罗定律的要点,并学会运用该定律进行简单计算。

(二)能力目标

通过阿伏加德罗定律和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

(三)情感目标

1、通过对问题的讨论,培养学生勇于思考,勇于探索的优秀品质。

2、通过对解题格式的规范要求,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生懂得科学的学习方法。

教学重点:气体摩尔体积的计算

教学过程:

[提问]:1、什么叫气体的摩尔体积?

2、标况下气体的摩尔体积为多少?

3、外界条件(T、P)对一定量气体的体积如何影响?

当T、P相同时,任何气体分子间距离是相等的,分子的大小可忽略不计,故所占的体积也相同。

[板书]二、阿佛加德罗定律(建议稍作拓展)

1.定律: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。

①使用范围:气体

②四同:同温、同压、若同体积则同分子数

③标况下气体摩尔体积是该定律的特例。

2、推论:①同温、同压下,气体的体积之比=分子数之比=物质的量之比

==

V1n1N1

V2n2N2

例:相同物质的量的Fe和Al分别与足量的稀盐酸反应,生成的氢气在相同条件下的体积之比为。

②同温、同压下,气体的密度之比=式量之比

==D

d1M1

d2M2

D为相对密度(气体1相对气体2的密度为D)

例:同温、同压下,CO2与CO的密度之比为

H2S和C2H4能否用排空气法收集?

CO2与CO的混合气的密度是相同状况下氢气密度的14.5倍,则混合气体的平均式量为

当同温、同压下,同质量的气体的体积之比=式量的倒数比

当同温、同压下,同体积的气体的质量比=式量比

[讨论]当给蓝球打气时,忽略弹性形变和温度变化,则打入的气体分子数越多时,球内的气体压强是越大还是越小呢?

③同温、同体积,气体的压强之比=分子数之比

判断:

A1LCO2与1LCO气体所含分子数相同。

B2gH2比2gO2在相同条件的体积小。

C标况下,2molH2和O2的混合气的体积约为44.8L

D0.5molH2比0.5molCO所含分子数相等,所占体积相等。

[板书]三、有关气体摩尔体积的计算

气体的体积跟气体的物质的量、气体的质量、密度和气体中的粒子数之间存在的关系为

指导学生看课本例1和例2,例2为标况密度法计算气体的摩尔质量。

[板书]有关式量或摩尔质量的计算。

1,标况密度法:M=d×22.4L·mol-1

2,相对密度法:

==D

d1M1

d2M2

[提问]课本P53,例2还有其它方法吗?

M=

[板书]3概念法:m总

n总

例:将(NH4)2CO3固体加热,计算在1500C时,所得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的倍

4公式法:

M==

m总M1·n1+M2·n2…

n总n总

=M1×n1%+M2·n2%+…

=M1×V1%+M2×V2%+…

例:某水煤气中H2和CO的体积分数都是50%,求平均式量,若的质量H2和CO的质量分数都是50%,求平均式量。

[总结]应用气体摩尔体积进行计算时应注意的一些问题

气体摩尔体积在化学计算中具有十分重要的意义。首先,可以通过一定质量的气体在标准状况下所占的体积,计算出气态物质的相对分子质量;其次,可以计算出一定质量的气态物质在标准状况下所占的体积;第三,可以计算化学反应中气态物质的体积。

在利用这一概念进行化学计算时,必须注意下列几个问题:

(1)22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积,因此在非标准状况时不能使用22.4L·mol-1。

(2)只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。

(3)气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,22.4这个数值专指标准状况而言的。如果温度或压强有所变化,则要根据气体状态方程进行换算。气体状态方程将在物理学中学习。

作业:P542、3、4


气体摩尔体积[第二课时]


一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,使教师有一个简单易懂的教学思路。教案的内容要写些什么更好呢?下面的内容是小编为大家整理的气体摩尔体积[第二课时],仅供参考,欢迎大家阅读。

--示例二

第二节气体摩尔体积

第二课时

知识目标:

使学生在理解气体摩尔体积,特别是标准状况下,气体摩尔体积的基础上,掌握有关气体摩尔体积的计算。

能力目标

??通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

??通过有关气体摩尔体积计算的教学,培养学生的计算能力,并了解学科间相关知识的联系。

情感目标

??通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。

??通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。

[板书]二、有关气体摩尔体积的计算

[讨论]气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系:(由学生回答)

[板书]

1.依据:和阿伏加德罗定律及其推论

2.类型

(1)标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

[投影]例题1:在标准状况下,2.2gCO2的体积是多少?

[讨论]1.由学生分析已知条件,确定解题思路。

2.学生在黑板上或练习本上演算。

[强调]1.解题格式要求规范化。

2.计算过程要求带单位。

[板书](2)气体相对分子质量的计算

[投影]例题2:在标准状况下,测得1.92g某气体的体积为672mL。计算此气体的相对分子质量。

[讨论]分析已知条件首先计算气体的密度:=

然后求出标准状况下22.4L气体的质量,即1mol气体的质量:M=Vm

[学生解题]分析讨论不同的解法。

[投影]例题3:填表

物质

物质的量

体积(标准状况)

分子数

质量

密度

H2

0.5mol

O2

44.8L

CO2

44/22.4g.L-1

N2

28g

Cl2.HCl混合气

3.01×1023

[练习]若不是标准状况下,可以利用阿伏加德罗定律及其推论解题。

某气体对氢气的相对密度为14,求该气体的相对分子质量。

[分析]由于是同温同压,所以式量的比等于密度比。

[板书](3)混合气体

[投影]例题3:已知空气中氮气和氧气的体积比为4:1,求空气的平均相对分子质量。

[分析]已知混合气体的组成,求其相对分子质量,应先求出混合气体的平均摩尔质量。如用n1、n2……表示混合物中各组分的物质的量;M1、M2……表示混合物中各组分的摩尔质量;V1、V2……表示混合物中各组分的体积,则混合气体的平均摩尔质量可由下面的公式求得:

计算的结果是空气的平均相对分子质量为29。这一数值要求学生记住,这样在以后的学习中判断某气体的密度比空气的大还是小,直接把二者的相对分子质量进行比较即可。例如:二氧化碳的式量为4429,密度比空气的大。氢气的式量229,密度比空气的小。CO的式量为28,密度与空气的接近。

[小结]气体摩尔体积概念、公式、单位

标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol。

[课堂检测]

1.在相同的条件下,两种物质的量相同的气体必然()

A.体积均为22.4LB.具有相同的体积

C.是双原子分子D.具有相同的原子数目

2.同温、同压下,H2和He两种气体单质的,如果质量相同,下列说法错误的是()

A.体积比为2:1B.原子个数之比为2:1

C.密度之比为1:2D.质子数之比为1:1

参考答案:1.B2.B、D

[作业]质量监测有关习题

板书设计:

二、有关气体摩尔体积的计算

1.依据:和阿伏加德罗定律及其推论

2.类型

(1)标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

(2)气体相对分子质量的计算

(3)混合气体

探究活动

摩尔气体常数的测定

定义1 摩理想气体在标准状况下的P0V0/T0值,叫做摩尔体积常数,简称气体常数。符号R

R=(8.3145100.000070)J/(molK)。它的计算式是

原理用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程(PV=nRT)中,就能算出摩尔气体常数R的值。氢气中混有水蒸气,根据分压定律可求得氢气的分压(p(H2)=p(总)-p(H2O)),不同温度下的p(H2O)值可以查表得到。

操作(1)精确测量镁条的质量

方法一:用分析天平称取一段质量约10mg的表面被打亮的镁条(精确到1mg)。

方法二:取10cm长的镁带,称出质量(精确到0.1g)。剪成长10mm的小段(一般10mm质量不超过10mg),再根据所称镁带质量求得每10mm镁条的质量。

把精确测得质量的镁条用细线系住。

(2)取一只10mL小量筒,配一单孔塞,孔内插入很短一小段细玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸,然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水,沾在量筒壁上的酸液洗下,使下层为酸,上层为水,尽量不混合,保证加满水时上面20~30mm的水是中性的。

(3)把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里,塞上带有玻璃管的橡皮塞,使塞子压住细绳,不让镁条下沉,量筒口的水经导管口外溢。这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。

(4)用手指按住溢满水的玻璃导管口,倒转量筒,使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中,放开手指。这时酸液因密度大而下降,接触到镁带而发生反应,生成的氢气全部倒扣在量筒内,量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。

(5)镁条反应完后再静置3~5分钟,使量筒内的温度冷却到室温,扶直量筒,使量筒内水面跟烧杯的液面相平(使内、外压强相同),读出量筒内气体的体积数。由于气体的体积是倒置在量筒之中,实际体积要比读数体积小约0.2mL,所以量筒内实际的氢气体积VH2=体积读数-0.20mL(用10mL的量筒量取)

(6)记录实验时室内温度(t℃)和气压表的读数(p大气)。

计算(1)根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量(nH2)

(2)按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。

查表得到室温下水的饱和蒸气压(pH20),用下式计算氢气的分压(pH2)

根据下式

把,T1=273+t,p0=100Kpa,T0=273K代入上式,得到标准状况下氢气的体积是

因此,摩尔体积常数(R)是


化学教案-气体摩尔体积[第二课时]


一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性,教师要准备好教案,这是教师工作中的一部分。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,帮助教师能够井然有序的进行教学。关于好的教案要怎么样去写呢?小编为此仔细地整理了以下内容《化学教案-气体摩尔体积[第二课时]》,欢迎您阅读和收藏,并分享给身边的朋友!

第二节气体摩尔体积

第二课时

知识目标:

使学生在理解气体摩尔体积,特别是标准状况下,气体摩尔体积的基础上,掌握有关气体摩尔体积的计算。

能力目标

??通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

??通过有关气体摩尔体积计算的教学,培养学生的计算能力,并了解学科间相关知识的联系。

情感目标

??通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。

??通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。

[板书]二、有关气体摩尔体积的计算

[讨论]气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系:(由学生回答)

[板书]

1.依据:和阿伏加德罗定律及其推论

2.类型

(1)标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

[投影]例题1:在标准状况下,2.2gCO2的体积是多少?

[讨论]1.由学生分析已知条件,确定解题思路。

2.学生在黑板上或练习本上演算。

[强调]1.解题格式要求规范化。

2.计算过程要求带单位。

[板书](2)气体相对分子质量的计算

[投影]例题2:在标准状况下,测得1.92g某气体的体积为672mL。计算此气体的相对分子质量。

[讨论]分析已知条件首先计算气体的密度:=

然后求出标准状况下22.4L气体的质量,即1mol气体的质量:M=Vm

[学生解题]分析讨论不同的解法。

[投影]例题3:填表

物质

物质的量

体积(标准状况)

分子数

质量

密度

H2

0.5mol

O2

44.8L

CO2

44/22.4g.L-1

N2

28g

Cl2.HCl混合气

3.011023

[练习]若不是标准状况下,可以利用阿伏加德罗定律及其推论解题。

某气体对氢气的相对密度为14,求该气体的相对分子质量。

[分析]由于是同温同压,所以式量的比等于密度比。

[板书](3)混合气体

[投影]例题3:已知空气中氮气和氧气的体积比为4:1,求空气的平均相对分子质量。

[分析]已知混合气体的组成,求其相对分子质量,应先求出混合气体的平均摩尔质量。如用n1、n2……表示混合物中各组分的物质的量;M1、M2……表示混合物中各组分的摩尔质量;V1、V2……表示混合物中各组分的体积,则混合气体的平均摩尔质量可由下面的公式求得:

计算的结果是空气的平均相对分子质量为29。这一数值要求学生记住,这样在以后的学习中判断某气体的密度比空气的大还是小,直接把二者的相对分子质量进行比较即可。例如:二氧化碳的式量为4429,密度比空气的大。氢气的式量229,密度比空气的小。CO的式量为28,密度与空气的接近。

[小结]气体摩尔体积概念、公式、单位

标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol。

[课堂检测]

1.在相同的条件下,两种物质的量相同的气体必然()

A.体积均为22.4LB.具有相同的体积

C.是双原子分子D.具有相同的原子数目

2.同温、同压下,H2和He两种气体单质的,如果质量相同,下列说法错误的是()

A.体积比为2:1B.原子个数之比为2:1

C.密度之比为1:2D.质子数之比为1:1

参考答案:1.B2.B、D

[作业]质量监测有关习题

板书设计:

二、有关气体摩尔体积的计算

1.依据:和阿伏加德罗定律及其推论

2.类型

(1)标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

(2)气体相对分子质量的计算

(3)混合气体

探究活动

摩尔气体常数的测定

定义1 摩理想气体在标准状况下的P0V0/T0值,叫做摩尔体积常数,简称气体常数。符号R

R=(8.3145100.000070)J/(molK)。它的计算式是

原理用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程(PV=nRT)中,就能算出摩尔气体常数R的值。氢气中混有水蒸气,根据分压定律可求得氢气的分压(p(H2)=p(总)-p(H2O)),不同温度下的p(H2O)值可以查表得到。

操作(1)精确测量镁条的质量

方法一:用分析天平称取一段质量约10mg的表面被打亮的镁条(精确到1mg)。

方法二:取10cm长的镁带,称出质量(精确到0.1g)。剪成长10mm的小段(一般10mm质量不超过10mg),再根据所称镁带质量求得每10mm镁条的质量。

把精确测得质量的镁条用细线系住。

(2)取一只10mL小量筒,配一单孔塞,孔内插入很短一小段细玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸,然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水,沾在量筒壁上的酸液洗下,使下层为酸,上层为水,尽量不混合,保证加满水时上面20~30mm的水是中性的。

(3)把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里,塞上带有玻璃管的橡皮塞,使塞子压住细绳,不让镁条下沉,量筒口的水经导管口外溢。这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。

(4)用手指按住溢满水的玻璃导管口,倒转量筒,使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中,放开手指。这时酸液因密度大而下降,接触到镁带而发生反应,生成的氢气全部倒扣在量筒内,量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。

(5)镁条反应完后再静置3~5分钟,使量筒内的温度冷却到室温,扶直量筒,使量筒内水面跟烧杯的液面相平(使内、外压强相同),读出量筒内气体的体积数。由于气体的体积是倒置在量筒之中,实际体积要比读数体积小约0.2mL,所以量筒内实际的氢气体积VH2=体积读数-0.20mL(用10mL的量筒量取)

(6)记录实验时室内温度(t℃)和气压表的读数(p大气)。

计算(1)根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量(nH2)

(2)按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。

查表得到室温下水的饱和蒸气压(pH20),用下式计算氢气的分压(pH2)

根据下式

把,T1=273+t,p0=100Kpa,T0=273K代入上式,得到标准状况下氢气的体积是

因此,摩尔体积常数(R)是


,气体摩尔体积[第一课时]


一名优秀负责的教师就要对每一位学生尽职尽责,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容要写些什么更好呢?小编收集并整理了“,气体摩尔体积[第一课时]”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

教学目标

知识目标
??使学生在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。
??使学生在理解气体摩尔体积,特别是标准状况下,气体摩尔体积的基础上,掌握有关气体摩尔体积的计算。

能力目标
??通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
??通过有关气体摩尔体积计算的教学,培养学生的计算能力,并了解学科间相关知识的联系。

情感目标
??通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。
??通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。

教学建议

教材分析
??本节教材在学习了物质的量和摩尔质量概念的基础上,学习气体摩尔体积的概念及有关计算,这样的编排,有利于加深理解、巩固和运用有关概念,特别是深化了对物质的量及其单位的理解。本节是今后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算,以及学习化学反应速率和化学平衡的重要基础。
本节教材首先注意了学科间的联系和学生已有的知识,通过计算得出1mol几种物质的体积,设问:1mol气态物质的体积是不是也不相同呢?然后介绍气态物质的体积与外界温度、压强的关系,计算出标准状况下1mol气体的体积,引出气体摩尔体积的概念,最后是关于气体摩尔体积概念的计算。

教学建议

教法建议

1.认真钻研新教材,正确理解气体摩尔体积的概念。

原必修本39页“在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L,这个体积叫做气体摩尔体积。”认为“22.4L/mol就是气体摩尔体积”。

新教材52页气体摩尔体积的定义为“单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。即Vm=V/n。”由此可以看出,气体摩尔体积是任意温度和压强下,气体的体积与气体的物质的量之比,而22.4L/mol是在特定条件(如:0℃,101KPa)下的气体摩尔体积。注意:当温度高于0℃,压强大于101Kpa时,1mol任何气体所占的体积也可能是22.4L。

教学中要给学生讲清气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4L/mol的关系。

2.本节引入方法

⑴计算法:全班学生分成3组,分别计算1mol固、液态几种物质的体积并填表。

物质

粒子数

1mol物质质量(g)

20℃密度(g/cm3)

体积(cm3)

Fe

6.021023

56

7.8

Al

6.021023

27

2.7

Pb

6.021023

207

11.3

H2O

6.021023

18

1(4℃)

H2SO4

6.021023

98

1.83

⑵实物展示法:有条件的学校,可分别展示1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的实物,直观得到体积不同的结论;展示22.4L实物模型,这种实物展示方法学生印象深刻,感性经验得以丰富。

3.列表比较决定物质体积的主要因素(用“√”表示)

物质因素

粒子的数目

粒子间平均距离

粒子本身大小

固、液态

气态

讲清当粒子数相同的条件下,固、液态体积由粒子大小决定,气体体积主要由分子间距离决定。举例:50个乒乓球和50个篮球紧密堆积或间隔1米摆放,前者球的大小决定体积,后者球间的距离决定体积。

4.充分运用多媒体素材,展示微观的变化,活跃课堂气氛,激发学生兴趣。例如:应用微机显示温度、压强对气体体积的影响;固、液、气态物质粒子间距离;1mol液态水(0℃,18mL),加热到100℃气化为水蒸气的体积变化等。

5.通过阅读、设问、讨论,突破难点。讨论题有:物质体积的大小取决与哪些微观因素?决定固、液、气态物质体积的主要因素?在粒子数一定的情况下,为什么气体体积主要取决于分子间距离?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才有意义?为什么相同外界条件下,1mol固、液态物质所具有的体积不同,而1mol气体物质所具有的体积却大致相同?在相同条件下,相同物质的量的气体所具有的体积是否相同?为什么1mol液态水变为1mol水蒸气体积由18mL变为3.06104mL体积扩大1700倍?

6.在理解标况下气体摩尔体积这一特例时,应强调以下4点:①标准状况②物质的量为1mol③任何气体物质④约为22.4L只有符合这些条件,22.4L才是1mol任何气体在标准状况下的体积。因此,非标准状况下或固、液态物质,不能使用22.4L/mol.

7.教材52页“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”,应指出这个结论即为阿伏加德罗定律。学生基础较好的班级,还可简单介绍阿伏加德罗定律的几个重要推论。

8.教材53页的例题2,是关于气体摩尔体积的计算,教学中应指出密度法是计算气体相对分子质量的常用方法,即M=ρVm如果是标准状况下,则:M=ρ22.4L/mol

9.在V、n、m、N之间的关系可放在学习气体摩尔体积计算例题前进行,也可放在课后小结进行。
教学建议

关于气体摩尔体积

1.气体摩尔体积1mol某气体的体积即气体摩尔体积,单位为L/mol。标准状况下任何气体的体积均为22.4L。即标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol。

2.阿伏加德罗定律同温同压下体积相同的任何气体都含有相同的分子数即阿伏加德罗定律。由此可见气体的体积比在同温同压下必等于分子数比。由此可以导出同温同压下不同气体间的关系:

(1)同温同压下,气体的体积比等于物质的量比。

(2)同温同容下,气体的压强比等于物质的量比。

(3)同温同压下,气体的摩尔质量比等于密度比。

(4)同温同压下,同体积的气体质量比等于摩尔质量比。

(5)同温同压下,同质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。

此外还在运用时要结合物理中的同物质的量的气体在同温时,其体积与压强成反比;气体体积与热力学温度在同压条件下成正比。

3.气体摩尔体积的常见应用标准状况下1mol气体为22.4L,即可导出其质量便是该气体的摩尔质量。据此可求出未知化学式的气体摩尔质量和相对分子质量,也可求出1L气体的质量即气体密度。反之也可由气体密度求摩尔质量。同温同压下两气体的密度比叫气体的相对密度,可据以由气体的相对密度求气体的摩尔质量,如某气体对的相对密度为15,则其相对分子质量为。常见的有:

(1)由标准状况下气体密度求相对分子质量:

(2)由相对密度求气体的相对分子质量:若为对的相对密度则为:,若为对空气的相对密度则为:.

*(3)求混合气体的平均相对分子质量():即混合气体1mol时的质量数值。在已知各组成气体的体积分数时见①,若为质量分数见②:

(4)由同温同压下气体反应时的体积比求分子数比,进而推分子式。

(5)直接将气体摩尔体积代入有关化学方程式进行计算。

(6)气体反应物的体积比即分子数比可便于找出过量气体。

--示例一

第二节气体摩尔体积

第一课时

知识目标

??使学生在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。

能力目标

??通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

情感目标

??通过本节的教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。

??通过教学过程中的设问,引导学生科学的思维方法。

教学重点:气体摩尔体积的概念

教学难点:相同温度和压强下,相同物质的量的任何气体所占的体积大约相同的原因。

教学方法:设疑、导思、归纳、应用

教学手段:多媒体辅助

教学过程:

[复习提问]1.1mol物质含有的粒子数约是多少?

2.什么叫摩尔质量?

[引入新课]前面我们学习的物质的量,它把宏观上可称量的物质与微观粒子联系起来,宏观上可感知的除了物质的质量,还有物质所占的体积上节课我们研究了1mol物质所具有的质量,这节课我们来讨论1mol物质所占的体积。

[板书]一、气体摩尔体积

1.1mol固、液态物质的体积

[提问]已知物质的质量和密度,怎样求体积?

学生回答:V=

[投影]计算1mol几种固、液态物质的体积,填表;

物质

粒子数

1mol物质质量(g)

20℃密度(g/cm3)

体积(cm3)

Fe

6.021023

56

7.8

Al

6.021023

27

2.7

Pb

6.021023

207

11.3

H2O

6.021023

18

1(4℃)

H2SO4

6.021023

98

1.83

学生分组计算出1molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的体积分别为:7.2、10、18.3、18、53.6cm3

[微机显示]1mol物质的体积

[板书]1mol固、液态物质的体积不相同。

2.1mol气态物质的体积

[微机显示]影响气体体积的因素

指导学生注意观察分子间平均距离的变化。

[说明]比较一定质量气体的体积,必须在相同温度和压强条件下。

[板书]标准状况:0℃,101kPa

[投影]计算标准状况下,1molH2、O2、CO2气体的体积,并填表:

气体

粒子数

1mol物质质量(g)

密度(g/L)

体积(L)

H2

6.021023

2.016

0.0899

O2

6.021023

32.00

1.429

CO2

6.021023

44.01

1.977

学生分组计算出标准状况下,1molH2、O2、CO2的体积分别为:22.4L、22.4L、22.3L

[板书]在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。

[强调]①标准状况(0℃,101Kpa)②物质的量为1mol③任何气体物质④约为22.4L

[展示]22.4L体积的实物模型

[设疑]在其它的温度和压强下,1mol气体是否占有大约相同的体积呢?

[板书]单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。

Vm=单位:L/mol

[提问]气体摩尔体积与标准状况下气体摩尔体积22.4L/mol是什么关系?

[强调]22.4L/mol只是在特定条件下的气体摩尔体积。气体摩尔体积是在任意温度、压强下,气体体积与气体物质的量之比。

[设问]为什么在一定温度、压强下,1mol固、液态物质体积不同,而1mol气体体积都大致相同呢?让我们从物质的组成和结构上找找原因。

[讨论]决定物质体积的主要因素

[微机显示]影响物质体积的因素

[提问]1.1mol液态水变为1mol水蒸气分子数是否变化?

2.为什么体积由18mL变为3.06104mL,体积扩大了1700倍。

[指出]在粒子数相同的条件下,固、液态物质的体积主要决定于构成物质的粒子的大小,由于构成不同物质的粒子的大小不同,所以1mol固、液态物质的体积不相同;气体的体积主要决定于粒子间的距离,不同气体分子间的平均距离大约相等,所以1mol气体的体积大致相同。

[结论]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。即阿伏加德罗定律。应用:同温同压:,还可推导出

[练习](投影)下列说法是否正确?如不正确,指出错误的原因。

1.1mol任何气体的体积都是22.4L。

2.1molH2的质量是1g,它所占的体积是22.4L/mol。

3.1mol任何物质在标准状况时所占的体积都约为22.4L。

4.22.4LO2一定含有6.021023个O2。

5.在同温同压下,32gO2与2gH2所占的体积相同。

6.在同温同压下,20mLNH3与60mLO2所含的分子个数比为1:3。

(答案:正确的是5.6.)

板书设计:

第二节气体摩尔体积

一、气体摩尔体积

1.1mol固、液态物质的体积

 1mol固、液态物质的体积不相同。

2.1mol气态物质的体积

 标准状况:0℃,101Kpa

在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约是22.4L。

单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积。

Vm=单位:L/mol

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。即阿伏加德罗定律。应用:同温同压:,还可推导出