气体摩尔体积教案

1.2气体摩尔体积教学大纲：一、基本概念和基础理论（一）化学中常用的量1.理解气体摩尔体积的涵义。二、化学基本计算（二）掌握有关化学量的计算1.有关物质的量、质量、标准状况下气体体积、微粒数间的换算。教学过程：[知识回忆]通过上节课学习，我们利用物质的量把宏观物体的质量与微观粒子数联系起来。[板书]粒子数物质的量物质的质量[导入]1mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量做桥梁把它计算出来。若想要通过质量求体积，还需要搭座什么桥呢？[学生回答]还需知道物质的密度。V=m/ρ[交流讨论]已知下列物质的密度，计算1mol这些物质的体积，并填表：（固体、液体密度为0℃时的测定值，气体密度为1atm、0℃时的测定值）物质摩尔质量/g.mol-1密度1mol物质的体积Al26.982.70g.cm-3约为10.0cm-3Fe55.857.86g.cm-3约为7.1cm-3H2O18.020.998g.cm-3约为18.1cm-3C2H5OH46.070.789g.cm-3约为58.4LH22.0160.0899g.L-3约为22.4LN228.021.25g.L-3约为22.4LCO28.011.25g.L-3约为22.4L①相同条件下，1mol的固体、液体体积。②相同条件下，1mol的气体体积要比固体、液体。③相同条件下，1mol的不同气体体积。[启发]为什么会出现以上现象？[讲述]那么我们就要从最根本出发，来探究一下不同状态的物质，体积大小跟哪些因素有关。先请大家看这样一个例子：一个班的学生排队站在操场上，它所占据的面积和哪些因素有关？[学生回答]人数、间距、每个人的胖瘦[引导]那么同学们认为物质所占据的体积大小应该和哪些因素有关？[回答]①粒子数多少②粒子本身大小③粒子间平均距离[问题探究]固体有一定的形状，液体没有固定的形状、但有固定的体积，气体没有固定的形状和体积，为什么？为什么气体容易被压缩？固体、液体、气体的某些性质差异与物质的微观结构有何联系？物质的聚集状态微观结构微粒运动方式宏观性质固体微粒排列紧密，微粒间空隙很小在固定位置上振动有固定形状，几乎不能被压缩液体微粒排列较紧密，微粒间空隙较小可以流动没有固定形状，但不容易被压缩气体微粒间距离较大可以自由移动没有固定形状，且容易被压缩1、影响物质体积大小的因素（先自己思考，再与同学讨论）。2、影响固、液体物质体积大小的主要因素。3、影响气体物质体积大小的主要因素。[板书]一、决定物质体积的因素1、内因：①粒子数多少②粒子本身大小③粒子间平均距离决定固体和液体体积的因素：①②决定气体体积的因素：①③2、外因：温度、压强[讲解]1、相同条件下，对于粒子数相同的不同液体或固体，它们粒子间平均距离可以忽略不计，因此体积主要取决于粒子本身大小，而不同粒子本身大小不同，因此它们体积各不相同。2、相同条件下，对于粒子数相同的不同气体，它们粒子间距离很大，约是粒子本身直径的10倍，因此粒子本身大小可以忽略不计，因而体积主要取决于粒子间平均距离，而在相同的温度和压强下，粒子间平均距离相同，所以相同条件下，相同粒子数的不同气体微粒，它们体积相同。注：温度越高，压强越低，气体体积越大温度越低，压强越高，气体体积越小[导入]既然1mol任何气体在相同的条件下，它们的体积都相同，这里我们就要引入一个新的概念，叫气体摩尔体积。[引导]请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。[板书]二、气体摩尔体积1、定义：单位物质的量的气体所占的体积。2、符号：Vm[讲述]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]3、表达式：Vm=V/n[提问]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[板书]4、单位：L/mol或L·mol-1[讲述]通过上面的表格我们知道在标况下1mol任何气体体积是22.4L，也就是说：[板书]5、标况下：Vm=22.4L/mol使用22.4L/mol注意：①必须是理想气体（可以是混合气体）②必须是标准状况（0℃,1atm）③22.4是一个近似值[补充]标准状况是0℃,1atm=101.3kPa（1.013×105Pa）通常状况是20℃,1atmVn—[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为22.4L。(×，物质应是气体)2、1mol气体的体积约为22.4L。(×，未指明条件——标况)3、标况下，1molO2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4L。(√，气体体积与分子种类无关)4、22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。(×，未指明气体体积是否在相同条件下测定)5、任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L。(×，只在标况下)[拓展训练]1、20℃，101.3kPa时，气体摩尔体积与标准状况时相比大还是小？2、只有在标况时Vm=22.4L·mol-1吗？[导入]上面表格告诉我们在相同条件下，相同物质的量的不同气体（也就是说它们微粒数相同）体积相同。那么反过来讲就是在相同条件下，相同体积的不同气体，它们所含微粒数相同，这就是我们要说的阿伏伽德罗定律。[板书]三、阿伏伽德罗定律（四同定律）1、内容：在相同条件下，相同体积的不同气体，它们所含微粒数相同。①使用范围：气体②四同：同温、同压、同体积、同分子数（“三同”定“一同”）③标况下气体摩尔体积是该定律的特例。2、推论：三正比：①同温同压下，任何气体体积之比等于物质的量之比V1/V2=n1/n2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同温同体积下，任何气体压强之比等于物质的量之比P1/P2=n1/n2③同温同压下，任何气体密度之比等于摩尔质量之比ρ1/ρ2=M1/M2=D（把两种气体密度之比叫作相对密度，D为气体1对气体2的相对密度）例:1、同温、同压下，CO2与CO的密度之比为。2、H2S和C2H4能否用排空气法收集？3、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。[讲解]这里我们要引入理想气体状态方程，阿伏伽德罗定律及其推论都可以通过理想气体状态方程推断出来。[板书]四、气体状态方程：PV=nRTP:压强，单位是帕（Pa）V:体积，单位是m3n：物质的量，单位是molR:常数，8.314J/（mol·K）T:温度，单位是K推论：①同温、同压下，同质量的气体的体积之比等于摩尔质量的反比：V1/V2=M2/M1②同温、同压下，同体积的气体的质量之比等于摩尔质量之比：m1/m2=M1/M2③同温、同体积、同质量的气体压强之比等于摩尔质量的反比：P1/P2=M2/M1[总结]至此，我们就可以将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梳理出来。[板书]四、有关气体摩尔体积的计算[能力提升]求气体式量的几种方法1、标况密度法：ρ(g/L)====2、相对密度法：ρ1/ρ2=M1/M2=D3、概念法：M=m总/n总4、混合气体平均式量：（n1％、n2％...叫作该物质的物质的量分数，在相同条件下，其值等于每一种气体的体积分数即V1％、V2％...）mVnMnVmMVmM22.4L/mol