气体摩尔体积

关于气体摩尔体积的教学设计及反思浠水一中 彭小述一 教材分析（1）.本节在化学必修一第一章的地位本节知识化学计量在实验中的应用，在本章内，主要是对化学实验中各种量的问题进行新的计量。包括在化学实验过程中对药品取用的用量，以及化学实验中各种状态下的化学反应所要求的试剂用量而提出的一个新的计量方法。本节的物理量计量对象涵盖了实验中的固态、液态和气态的药品或试剂，也广泛用于计量微观粒子、配制溶液、量取药品试剂等等方面。本节知识最终落脚于第一章的实验主题“一定浓度的溶液的配制”。因此，对物质的量所引出的其他物理量我们要确切知道这个物理量所产生的意义，要加强学生关于“化学应用于生活”的科学意识，不能凭空产生概念，不能给学生强行灌输新的化学符号意义。 （2）.本节在化学必修一中的地位 必修一教材内容从离子反应、氧化还原反应开始，出现关于物质量的计算和定量分析，这就要求，本节的教学设计要落实到定量计算，熟练运用计算解决实际问题，熟悉物理量的实际意义，理解其应用条件，充分体会化学计量的重要性和社会意义。二 学情分析学生已经掌握，物质的量可用于计量微观粒子的数目，然而并不熟悉各种状态下的物质的计量方法和计量的实际意义。学生能够从“运用摩尔质量来计算物质的质量”中，体会摩尔质量的使用方法和实际意义，因此，在气体摩尔体积的学习中，学生可以逆向地从解决实际问题的探究过程出发，能动地生成气体摩尔体积的概念，单位，使用方法和意义，弱化课本概念的客观叙述，把课本概念内化为能力提升。教学目标知识与能力1. 熟练掌握影响气体的体积大小影响因素，理解气体摩尔体积的应用条件。2. 通过解决实际问题，熟练掌握气体体积与物质的量之间的关系及其应用，提升解决生产生活问题的能力。过程与方法3. 通过实际问题情境创设方式，让学生在应用中体会分析问题和解决问题的学科能力。4. 通过对摩尔质量的应用类比，体会学习迁移策略在化学概念学习中的应用。情感与价值观 5. 通过学习小组对问题的探究和分析，提高学生取长补短，互相学习的能力，培养学生团结合作的意识。教学重点 气体摩尔体积的概念教学难点 气体摩尔体积的应用 三 教学与教法教法：本节课以工业合成氨为主线，设置问题探究模式，通过设计方案和提出必须的概念来解决如何达到在生产中合理投料和节约原料的目的。学法：学生通过问题要求，设计投料方法，提出必要概念，来解决问题要求，并将概念深化为学科规律，并应用于实验设计和生产方案设计。四教学过程设计【教师活动】简单介绍合成氨工业的社会生产意义，并从实验节约原则角度提出：为节约使用氮气和氢气，降低成本，经济利益好，可以使二者的粒子数目尽量按照计量比来进行投料，如果你是工厂生产部门决策者，如何解决经济投料问题？【学生活动】学生讨论，总结可以得出，方案一：通过控制N2和H2的质量来控制他们的数目比为1:3；方案二：可以通过控制N2和H2的物质的量为1:3来达到目的。方案三：可以按照体积比为1:3，并依此测取一定氮气的体积和一定氢气的体积来解决问题。一气体摩尔体积【教师活动】学生可以很快得出实际可操作性强的方案三。教师继续引导：通过化学计量数的意义，得出方案一的同学可以通过摩尔质量来计算出所需比例的氮气和氢气的质量。而如果我们采取方案三，我们需要知道一个什么样的物理量，来量取所需气体的体积？【学生活动】学生自由发言，并总结： 我们需要知道1mol氮气所具有的体积V1和1mol氢气所具有的体积V2【教师活动】我们可以将这个实际需要的数据规范化，并赋予给一个新的物理量：气体摩尔体积 一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积。符号为Vm。从其产生意义出发，该物理量的单位为Lmol 【教师活动】引导： 在各种化学反应中，气体分子的种类并不相同，如果要查1mol每种气体的体积，是十分的复杂，不利于生产计量。那么1mol氮气所具有的体积和1mol氢气所具有的体积是否存在某种关系呢？有哪些条件会影响到气体的体积呢？二气体体积大小的影响因素【创设情境】情景1【学生演示】：给瘪了的篮球充气，球的体积（气体所占据的体积）随着打气的进行会发生怎样的变化以及什么样程度的变化？为什么有这种变化的不同？情景2：我们计算天体之间的距离时，作了什么样的近似处理？为什么可以做这样的近似处理？。【学生1】演示情景1，并感受篮球的体积、硬度等的变化及其程度，并理解给篮球充气过程中气体粒子数目的变化，以及压强变化，从而分析气体体积不同程度变化原因。【学生2】从质点假设的角度分析情景二中的近似处理的理由，并应用于气体分析。【学生3】总结1,2同学的分析，得出影响气体体积大小的因素。【教师】总结影响气体体积大小的因素：粒子数、粒子的大小和粒子间距。并推论： 在外界温度，压强一定时，气体的粒子间距几乎相等，且远大于任何气体粒子本身的尺寸，气体体积与粒子数目有关。粒子数相同的任何气体具有相同的体积。因此，1mol氢气和1mol氮气的体积可以认为是相等的。【教师引导】【学生预测】：1mol两种液体和1mol两种固体之间的体积是否相等？固体和液体能否做出和气体类似的近似处理？为什么？【验证猜想】给出自己的猜想，并通过完成表格课本14页表格进行验证。【交流与讨论】例1.常温常压下，1mol的氢气、氮气的混合气体与1mol的氨气的体积相同吗？为什么？【教师引导】在特定情况下，1mol任何气体粒子的体积到底是多少？【学生活动】学生查阅课本数据，标准状况下和常温常压下的气体摩尔体积数值。例2.根据定义完成（标准状况下）：1mol氮气的体积是 3mol氢气的体积是 44.8L氨气的物质的量是 过程中，试根据定义得出气体体积与物质的量的表达式。V=Vmn【教师引导】工业合成氨的反应前后，气体体积如何发生变化？说明了什么问题？【学生发言】：【教师总结】总结例1和例2，板书：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粒子 阿伏伽德罗定律。三气体摩尔体积的应用【规律总结】教师引导：在实际生活生产中，根据物质的状态，要进行一定的转化才能完成实验原料的投料决策 ： 物质的质量m g物质的量n mol MM Vm Vm气体的体积V L【情景问题】【趣味问答】（假设整个环境是在标准状况下进行）学生甲、乙和丙上台演示。“决策者”甲：提供一定质量的N2；“秘书”乙：根据甲的要求，换算成一定条件下所需N2的体积；“生产者”丙：根据计量比，提供一定体积的H2，使得反应尽可能有效益的进行。可换其他三个组次，每组练习12组数据。【板书总结】：物质的质量m g物质的量n mol气体的体积V L粒子数目N MM Vm Vm NA NA四作业要求有正确的、规范的物理量使用：1：常温常压下，34g的氨气和多少升的氢气能够按照计量比进行反应？2：标准状况下，将1.40gN2 、1.60gO2、 4.00gAr三种气体混合，所得混合气体的总体积是多少？五教学反思：成功之处：本节课从始至终是以工业合成氨为教学背景而设计的课堂，完全是由学生自主的，能动的得出概念，以及概念涵义的自发理解，并自发的进行数据查阅，方案设计和数据计算等各方面内容。在已有的关于物质的量和摩尔质量的知识认知层面上，弱化概念的客观叙述和条件的叙述，给予学生一定的自主学习时间，引导学生进行问题情景探究。 本节课也突破传统教学中仅仅对标准状况的强调，而是强调“相同条件下”（不一定是标准状况），任何气体的摩尔体积相同，是学生更科学和全面的理解气体摩尔体积，并且在教材处理过程中，对物质体积大小影响因素进行情景设置，引导学生参与。本节课并不处理课本上的科学探究，也不急于给出阿伏伽德罗定律及其推论，而是在理解的基础上完成对新概念的初步应用和规范性的要求。尤其是本节课多次让学生在生动的情景中完成对知识性内容的探讨，趣味性和探究性展现较好。课堂效率较高。不足之处：本节课并没有突出气体摩尔体积的应用条件，尤其是对于物质状态（气态）和特殊外界条件（例如标准状况）没有在习题中做强调，旨在尽量避免为应试教育而教学，要符合学生认知的逻辑性规律。2012.9.25