气体摩尔体积教学设计(江运霞)

第三届全国高等院校化学专业师范生教学素质大赛参赛作品课 题 气体摩尔体积 学 校 绵阳师范学院 院系 化学与化学工程学院 专业化 学 姓名江 运 霞 联系方式 13990103174 指导教师张 翼 2012年7月6日义务教育课程标准实验教科书（1）第一章 从实验学化学课题二 气体摩尔体积教学设计者:绵阳师范学院化学与化学工程学院2009级1班 江运霞 教学设计思路分析一、教材分析 本节课内容出自人教版高中新教材选修(1)第一册第一章第二节。本节课主要内容是讲述影响物质体积大小的因素，讨论影响气体体积的因素和气体摩尔体积。它是本章及本册乃至整个高中化学的重要内容，是在学习了物质的量的基础上学习气体摩尔体积，气体摩尔体积的学习是以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式计算以及化学反应速率、化学平衡必备的基础知识。在这一节的学习中，要建立两方面的知识：一是气体摩尔体积概念的建立、分析影响物质体积的因素和相关的计算；二是初步了解阿伏加德罗定律。 气体的摩尔体积是一个非常抽象的概念，而且概念中要素又多，并且在教学中所处的位置也非常重要，学生理解起来难度也较大。另外物质体积影响因素，特别是气体体积影响因素是本节课必学内容，是为气体摩尔体积学习奠定基础，因此本节课的教学重点是气体摩尔体积概念的建立和影响气体体积大小的因素，教学难点是影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化。二、学情分析 学生在学习本节内容之前已经学习了物质的量和摩尔质量，比较容易在已有知识基础上形成新的知识体系。并且有了从宏观到微观的认识，本节课内容物质体积影响因素、气体体积影响因素和气体摩尔体积教师都会以宏观与微观形式进行教学，较易引导学生思考。本节课采用了对比，推理，归纳总结的教学方法，充分调动学生学习自觉性和积极性，从而达到认识概念的个性和共性的目的。三、教学思路分析因为“气体摩尔体积”属于陈述性知识，比较抽象，学生接受起来比较难，因此本节课我准备先从学生已有知识入手，先回顾上节课学习的内容物质的量及摩尔质量，得出物质的量与粒子个数、质量的关系，而日常生活中我们表示气体时却用体积表示，提出物质的量是否与体积有关的问题，引发学生思考，然后举出电解水实验中氢气和氧气体积比约为2:1，物质的量之比也是2:1，说明相同条件下，单位物质的量气体所占体积相同，继而引出本节学习内容气体摩尔体积。接下来给气体摩尔体积下定义，让学生熟悉这个新物理量，再提出1mol固、液、气体积是否相同的问题，给出数据，让学生通过计算得出答案，分析影响体积的因素有哪些，得出1mol固体或液体的物质体积不同，而1mol不同气体的体积在同温同压的条件下却基本相同，再后回归到气体体积影响因素的讨论上，设计实验探究温度和压强对气体体积的影响。经过众多数据的对比、分析和推理，让学生归纳出客观规律。给出标准状况，告诉学生标况下气体体积都约为22.4L，分析“约”的意义，告诉学生不同条件下气体摩尔体积不同。再通过对气体摩尔体积要点和练习加以巩固和迁移，最后引出阿伏加德罗定律以进一步迁移。学生在学习了这节课后对气体摩尔体积的概念及其运用将会有较深认识。教学方案设计【教学目标】1、知识与技能（1）使学生在已有知识上得出气体摩尔体积的概念及相关计算；（2）理解决定物质体积的因素及其体积差异的原因；（3）理解并掌握阿伏伽德罗定律的内容及及其运用。2、过程与方法（1）由提问引导学生思考，自主学习；（2）通过对众多数据的对比、分析和推理，归纳出客观规律。3、情感、态度与价值观（1）通过气体摩尔体积的概念的建立，培养学生学习化学要有规范的科学素养；（2）通过气体摩尔体积的学习，培养学生有探究反应或问题实质的意识；（3）通过分析物质体积大小的影响因素，加强学生对宏观与微观的联系，培养学生对 抽象问题的分析、归纳、推理和总结的能力。【重点难点】教学重点1、气体摩尔体积概念的建立；2、影响气体体积大小的因素。教学难点 1、影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化；2、影响气体体积大小因素。【教学方法】复习提问引入新课分析讨论总结归纳学生练习巩固提高。教师用具：投影仪、有关气体体积探究实验、一些相关练习题。学生用具：有关物质的密度数据，有关气体摩尔体积计算的习题。【教学流程设计】 教师 回顾引导 提出新问题 教师总结 教师点评 学生 复习、思考 讨 论 得出结论 新的结论【教学过程】【导课】复习上一节课学习的内容，物质的量的概念，物质的量与质量、粒子个数的关系。日常生活中表示气体时常用体积表示，思考物质的量与体积的是否有关。导入太普通,找个与生活相关与本节课内容相关的导入,比如计算家庭天然气一天使用的质量(告诉22.4升,密度)【启发引导】通过回忆电解水的实验(视频演示)，分析电解水产生的氢气和氧气体积之比。【学生】思考并且回答。【师】学习了物质的量，分析电解水产生的氢气和氧气物质的量之比。【投影】 2H2O=电解=2H2+O2 V 2:1 n 2:1【教师引导】我们一起来分析一下，从实验可以知道，氢气和氧气的体积比约为2:1，物质的量之比也是2:1，我们可列出式子V（H2）:n(H2)约等于V(O2):n(O2)，那请问同学们同条件下，单位物质的量气体体积是否相同呢？【学生】思考并且回答。【师】通过计算得出结论，相同条件，单位物质的量气体体积是大约相同的。我们将单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积，这就是我们今天要学习的新内容“气体摩尔体积”。【板书】 第二节 气体摩尔体积【板书】 一、 气体摩尔体积：单位物质的量气体所占的体积。(教材内容最后才抬这个概念,是通过一切分析得出的,可以参考这个思路.【师】请根据定义写出气体摩尔体积推导公式。【师】我们用公式表示出来就是Vm=V/n。【讲】其中Vm表示气体摩尔体积，它的单位我们可以从公式推导为L/mol或m3/ mol。【板书】 公式 Vm=V/n 单位：L/mol或m3/mol【提问】从刚才推导我们可知，相同条件下，1mol气体体积约相同，那么1mol固体、液体体积是否相同呢？请同学把书上P14表一和表二填写出来。【分组】将学生分为两组，分别计算表一、表二的数据。【提示】由密度计算体积，可以通过公式V=m/, n=m/M【学生活动】两组学生分别根据两表数据计算1mol不同物质的体积；从计算的结果得出结论，每组同学互相讨论并举手回答。不要计算,浪费时间,图片展示,一眼看出谁的体积大.实在要计算,必须分组节约时间【思考与交流】1、表一可知，1mol气体体积大约相等，在0,101kPa时约为22.4L。 2、表二可知，1mol固体与液体体积不相同。【提问】为什么会不同呢？请你思考是什么决定了物质体积大小，影响因素是什么？请从微观思考。【引发思考】乒乓球,篮球的例子初中物理学过影响物质体积的因素有哪些?【投影】物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离这三个因素。【板书】物质体积的大小决定因素: 1、 粒子数目（NA） 2、 粒子的大小 (固体、液体) 3、 粒子之间的距离（气体）【师】我们假定所有物质都为1mol，那么1mol任何物质中的粒子数目都是相同的，都约是6.021023个，请问在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小取决于什么？请同学们观察固体、液体、气体距离比较示意图，分析影响固体、液体、气体体积的主要因素？【分组】将学生分为了三组，分别讨论固体、液体、气体体积的影响因素。【投影】固体、液体、气体分子之间距离比较示意图。【师】你们观察到了什么？从粒子之间距离和粒子大小回答。【学生】观察总结回答。【教师总结】固态物质或液态物质中粒子之间的距离小，气态物质粒子间距离大，而且物质的粒子大小不一样。【交流与探讨】先分析一下固体和液体物质，决定固体、液体体积的主要因素是什么？请一二组的同学回答。【思考与交流】在1mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。所以，1mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。【师】那决定气体体积的主要因素是什么？请三组同学回答。【思考与交流】学生讨论交流，分析讨论气体体积影响因素。【教师补充】生活经验告诉我们，气体的体积比固体和液体更容易被压缩。这说明气体的分子之间距离要比固体和液体中的粒子之间的距离大得多。在气体中，分子之间的距离要比分子本身的体积大很多倍，分子可以在较大的空间内运动。一般来说，气体分子的直径约为0.4nm，而分子之间的距离则约为4nm，即分子之间的平均距离约是分子直径的10倍。这说明什么?【投影】当分子数目相同时，气体体积的大小主要决定于气体分子之间的距离。【师】同学们，你们知道为什么炎热的夏天，打足了气的自行车轮胎在日光的暴晒下，有时会胀破吗？说明气体体积会受什么影响？【师】家庭生活中用于燃料的液化气是用钢瓶装的，又说明什么？【师】为什么气体可压缩呢，是不是我们改变压强的时候，气体体积会发生变化，说明气体体积还受哪个因素影响？【学生】思考讨论并回答问题。【板书】 外因：温度、压强 举例 夏天自行车轮胎不能太胀【师】通过讨论我们知道了温度和压强会影响气体体积。那温度和压强对气体体积分别有哪些影响呢？我们通过实验来探究一下。【探究性实验】仪器：圆底烧瓶、气球、烧杯、酒精灯、注射器、橡皮套。 第一组：探究温度对气体体积的影响； 第二组：探究压强对气体体积的影响。【学生实验】方案一：将圆底烧瓶口套上气球，密封，记录室温下气球状态，再将圆底烧瓶放在由酒精灯和盛有水的烧杯组成的水浴锅中片刻，记录下气球状态，再拿出，记录气球状态。 方案二：将注射器前端削去，磨平，蒙上一层气球皮，用橡皮绑紧，在注射器内封住一定质量的气体，先把活塞压向气体，观察现象，记录下来，再把活塞往外拉，观察现象，记录现象。【实验现象】学生记录并回答。【投影】项目温度压强现象室温下气球瘪的，水浴后气球膨胀，移开后气球又瘪了。活塞压向气体时，气球皮向外突出，活塞往外拉时，气球皮向里凹进。【提问】为什么会有这样的现象产生，请同学们思考并交流。【思考与交流】一定质量的气体，当温度升高时，气体分子之间的距离增大，体积增大；当温度降低时，气体分子之间的距离缩小，体积减小；当压强增大时，气体分子之间的距离减小，体积减小；当压强减小时，气体分子之间的距离增大，体积增大。【教师点拨】通过讨论我们可以知道温度和压强影响的是气体分子之间的距离，所以温度压强会影响气体体积。【投影】温度升高，气体体积增大；温度降低，气体体积减小。 压强增大，气体体积减小；压强减小，气体体积增大。【教师总结】物质的粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离是影响物质体积的内在因素，而温度和压强是影响气体体积的外界因素，说明要比较一定质量气体的体积，就必须要在相同的温度和压强下进行才有意义。【师】我们规定温度在0、压强在101kPa时为标准状况。【板书】 二、标准状况：温度为0、压强为101kPa。【教师总结】通过之前计算，在标准状况下，1mol H2、O2、的体积大致是相同的，都约为22.4L。其实不仅仅这三种气体在标准状况时的体积都约为22.4L，大量的科学实验表明，其他气体也是如此。由此我们可以得出一个结论：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。【板书】在标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L。【师】请问在标准状况下气体摩尔体积是多少？由气体摩尔体积公式计算。【投影】 【师】在标准状况下，气体的摩尔体积约为22.4L/mol，为什么我们这要用“约”呢？请同学们思考，不同原子有没有影响？【学生】思考讨论。【教师讲解】不同的气体分子，它们的自身体积不相同，对气体体积有些影响；另外，气体分子之间存在引力，也会影响气体体积。所以，在相同条件下，气体体积都约为一个常数。【投影】气体分子自身体积和气体分子之间引力也会影响气体体积。【师】在一定温度和压强下，并不一定是标准状况下，1mol不同的气体其体积是否相同？【教师引导】1mol不同的气体，我们可以知道其粒子数相同。 已知相同温度和压强下，任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的。【投影】相同温度和压强下，任何气体粒子之间的距离相等。【教师总结】分子数一定的情况下，气体的体积决定于气体分子间的平均距离。在一定的温度和压强下，不一定是标准状况，各种气体分子间的平均距离是近似相等的，因此，同温、同压下，相同分子数的气体，其体积是相同的。【师】那我们可以换句换说，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，这就是阿伏伽德罗定律。【板书】 三、阿伏伽德罗定律：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粒子。【师】该定律的要点是什么？应用对象是什么？规定什么条件？有什么结论？【学生】通过定义来回答问题。【师】在一定温度和压强下，气体的体积和气体的分子数、气体的物质的量的关系，在一定温度和压强下，气体的体积之比等于什么？【学生】例出比例式求解。【教师讲解】在一定温度和压强下，气体的体积之比等于气体的分子数之比，等于物质的量之比。 【板书】V1V2=n1n2【教师补充】该公式的适用条件是同温、同压条件下的任何气体。【随堂检测】下面我们来做些练习，来检测一下你们对今天所学内容的理解。我们还可以通过之前学习的很多公式推断出其他关系，我们留到下节课再讨论。【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。【总结】理解气体摩尔体积概念，掌握在标准状况下气体的体积与气体摩尔体积、气体物质的量的关系；初步掌握阿伏加德罗定律的要点，并会运用该定律进行简单推理。【师】同学们，我给你们留个作业，通过阿伏伽德罗定律和已学的公式，你还可以得出几个重要推论，课后自己推导一下，我们下一节课再讨论。【板书设计】主板书副板书 气体摩尔体积一、气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积公式 Vm=V/n 单位：L/mol或m3/mol二、标准状况：温度为0、压强为101kPa。在标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。三、阿伏加德罗定律：同温同压同体积的任何气体都含有相同数目的分子。同温同压下：V1/V2=n1/n2物质体积的大小决定因素:1、粒子数目（NA）2、粒子的大小 (固体、液体)3、粒子之间的距离（气体）外因：温度、压强