第2课时 气体摩尔体积
学习目标
1.通过对比、类比、归纳、演绎等多种思维活动,了解气体摩尔体积的含义,体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义,体会证据推理与模型认知的过程。
2.运用物质的量、气体摩尔体积、微粒个数之间的相互关系进行简单计算。建立以物质的量为中心的化学计算模型。知道从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问题的科学方法之一。
重点难点
重点:建构以物质的量为中心的转化关系,感受宏观与微观相结合的思想。
难点:物质的量、气体摩尔体积、物质的质量之间的转化关系的建构。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
知识回顾
1.上一节课我们学习了“物质的量(n)”及其单位摩尔(mol),由n可以求出物质的哪些物理量?
2.某物质的摩尔质量为108
g·mol-1,2.7
g该物质含有的分子数为多少(写出计算过程)?
【初建模型】
建立以物质的量为中心的化学计算模型。
自主学习
【思考与讨论】
在一定条件下,1
mol不同物质的体积如下表所示。观察并分析表中的数据,你能得出哪些结论?与同学讨论。
气体0℃、101
kPa
时的体积/L液体20℃时的体积/cm3固体20℃时的体积/cm3H222.4H2O18.0Fe7.12O222.4H2SO453.6Al10.0
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
一、影响物质
体积大小
的因素
【问题1-1】气球在挤压下体积很容易变小,而铅球在挤压下体积很难发生变化,为什么会这样?
【问题1-2】固体、液体、气体分子之间的距离有何关系?
【问题1-3】在相同条件下,粒子数目相同的固态、液态物质的体积不同,原因是什么?
【问题1-4】在相同条件下,粒子数目相同的气态物质的体积相同,原因是什么?
【思维模型】
影响物质体积大小的因素:?
。?
二、气体
摩尔体积
【问题2-1】对于气体来说,称量质量与测量体积哪种方式更方便?
【问题2-2】粒子的数目和粒子之间的距离如何影响气体的体积?
【问题2-3】结合生活常识,思考温度和压强是如何影响气体体积的?
【问题2-4】请参照“摩尔质量”的学习认识模型,分析气体摩尔体积。
【定义】 。?
【符号】 。?
【表达式】 。?
【单位】 。?
【注意事项】 。?
【特别提醒】
【练习】下列说法是否正确,若不正确,请加以改正。
1.CO2的气体摩尔体积是22.4
L·mol-1。 。?
2.在标准状况下,NO2的体积约是22.4
L。 。?
3.在标准状况下,1
mol水的体积约是22.4
L。 。?
4.在标准状况下,1
mol
O2和N2混合气体的体积约为22.4
L。 。?
5.在标准状况下,气体的摩尔体积都是22.4
L。 。?
类比思维:
用原有模型解决新问题
概念的内涵和外延。
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
三、气体
摩尔体积
的应用
气体体积与微粒个数的关系:
1.标准状况下,某气体体积为11.2
L,求该气体含有的分子数(写出计算过程)。
2.两个体积相同的容器,一个盛NO,另一个盛N2和O2,在同温、同压下,两容器内的气体一定具有相同的( )
A.电子总数
B.质子总数
C.分子总数
D.质量
3.在标准状况下,1
L
X2气体与3
L
Y2气体化合生成2
L气体化合物,则该化合物的化学式为( )
A.XY3
B.XY
C.X3Y
D.X2Y3
建立新学概念与原有概念的联系:
。?
核心素养专练
1.下列说法正确的是( )
A.32
g
O2占有的体积约为22.4
L
B.22.4
L
N2含阿伏加德罗常数个氮气分子
C.在标准状况下,22.4
L水的质量约为18
g
D.22
g二氧化碳与标准状况下11.2
L
HCl含有相同的分子数
2.下列关于决定物质体积的因素的说法,不正确的是( )
A.物质的体积取决于粒子数目、粒子的大小和粒子之间的距离
B.在相同条件下,粒子数目相同的任何气体都具有相同的体积
C.同温、同压下,1
mol任何物质所占有的体积均相同
D.等质量的H2,压强越小,温度越高,气体所占的体积越大
3.下列说法正确的是( )
A.22.4
L任何气体的物质的量均为1
mol
B.0.2
mol
H2和0.8
mol
CO2组成的混合气体在标准状况下的体积约为22.4
L
C.在标准状况下,1
mol任何物质的体积必定是22.4
L
D.22.4
L
CO2和18
g
H2O所含的分子数相等
4.下列叙述正确的是( )
A.同温、同压下,相同体积的物质,其物质的量必然相等
B.任何条件下,等物质的量的甲烷(CH4)和一氧化碳所含的分子数必然相等
C.1
L一氧化碳气体一定比1
L氧气的质量小
D.同温、同压下,等体积的物质所含的分子数一定相等
5.(1)与17
g
NH3所含分子数相同的氧气的体积(标准状况)是 L,所含氧原子数是 (用含NA的式子表示)。?
(2)某3.65
g气体在标准状况下的体积是2.24
L,则其摩尔质量是 。?
课后作业
1.课本P57第2题及P59第6题。
2.课下讨论:是不是只有在标准状况下1
mol气体的体积才是22.4
L?
3.请在课后观察家里的燃气表,上网或者查阅资料弄明白各数字含义,记录月初、月末的燃气表读数,计算自己家一个月所用天然气(CH4)的质量。
参考答案
课堂探究
[知识回顾]
1.质量、微粒个数
2.N=n·NA=×NA=0.025NA
[自主学习]
1.在一定条件下,1
mol不同固体、不同液体的体积是不同的。
2.在标准状况下,1
mol不同气体的体积是相同的。
一、影响物质体积大小的因素
[问题1-1]气球中气体分子之间的距离大,铅球中原子之间的距离小。
[问题1-2]气体分子之间的距离大于液体分子之间的距离,大于固体分子之间的距离。
[问题1-3]固体、液体粒子之间的距离小,在粒子数目相同的情况下(相同条件),物质体积大小的主要影响因素是粒子的大小。不同物质粒子的大小不同,所以在粒子数目相同的情况下(相同条件),不同的固态、液态物质的体积不同。
[问题1-4]在粒子数目相同的情况下(相同条件),气体体积大小的主要影响因素是粒子之间的距离。在相同条件下,气体粒子之间的距离相等。因此,在相同条件下,粒子数目相同的气态物质的体积相同。
[提升素养]①粒子的大小;②粒子的数目;③粒子之间的距离
二、气体摩尔体积
[问题2-1]测量体积更方便。
[问题2-2]粒子的数目越多,粒子之间的距离越大,气体体积越大。
[问题2-3]温度、压强影响气体分子之间的距离。升高温度或减小压强,气体的体积增大。
[问题2-4][定义]单位物质的量的气体所占的体积
[符号]Vm
[表达式]Vm=
[单位]L·mol-1
[注意事项]气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它取决于气体所处的温度和压强
[练习]
1.错;应为:在标准状况下,CO2的气体摩尔体积是22.4
L·mol-1
2.错;应为:在标准状况下,1
mol
NO2的体积约是22.4
L
3.错,在标准状况下,水是液体,1
mol水的体积不是22.4
L
4.对
5.单位错;应为:在标准状况下,气体的摩尔体积都约是22.4
L·mol-1
三、气体摩尔体积的应用
1.解:n===0.5
mol
N=n·NA=0.5NA=0.5
mol×6.02×1023mol-1=3.01×1023
2.C 3.A
[提升素养]=n==
核心素养专练
1.D 2.C 3.B 4.B
5.(1)22.4 2NA (2)36.5
g·mol-1第2课时 气体摩尔体积
学习目标
1.通过对比、类比、归纳、演绎等多种思维活动,了解气体摩尔体积的含义,体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义,体会证据推理与模型认知的过程。
2.运用物质的量、气体摩尔体积、微粒个数之间的相互关系并进行简单计算。建立以物质的量为中心的化学计算模型。通过使用传感器,使学生更好地理解气体体积与物质的量之间的关系。
重点难点
重点:建构以物质的量为中心的转化关系,感受宏观与微观相结合的思想。
难点:物质的量、气体摩尔体积、物质的质量之间的转化关系的建构。
课堂探究
主题
学习探究过程
提升素养
一、气体摩尔
体积及其
影响因素
[活动一]观察实验桌上1
mol不同物质的体积,你发现了什么?
[活动二]通过比较并分析下列表格,你又发现了什么?
表1 物质的状态、粒子数目、粒子的大小、粒子之间的距离对物质体积的影响比较
粒子数目81216横向比较得到的结论气体液体固体纵向比较
得到的结论
分析结果:1.影响物质体积的因素有 、 和 。?
2.固体、液体的粒子之间的距离是非常小的,这就使得影响固体、液体体积的因素主要是 和 。当粒子数目相同时,固体、液体的体积主要由 决定。?
(1)1
mol铝和1
mol铁的体积 ,1
mol水和1
mol
H2SO4的体积也 ,而1
mol氧气和1
mol空气在同一条件下的体积是 的。?
(2)对气体而言, 远大于 ,所以影响气体体积的因素主要是
和
,当粒子数目相同时,气体的体积主要取决于 。?
续 表
主题
学习探究过程
提升素养
一、气体摩尔
体积及其
影响因素
[活动三]实验探究温度、压强对气体体积的影响
认真观看视频,从图像中得出压强、温度对气体体积是如何影响的。
从同学的实验过程和图像,得出结论:压强与气体体积成 比,温度与气体体积成 比。?
(3)影响气体体积的因素有 、 和 。?
(4)一定温度、压强下,1
mol任何气体的体积是 。?
二、应用实践
1.1
L=1
000
mL=1
000
cm3
(1)请计算在标准状况下,0.05
mol
N2、O2、空气的体积,请利用现有的材料制作对应的体积模型。
(2)请计算在标准状况下,0.1
mol
N2、O2、空气的体积,请利用现有模型配合组装对应的体积模型。
(3)请计算在标准状况下,0.2
mol
N2、O2、空气的体积,请利用现有模型配合组装对应的体积模型。
2.请大家帮助视频中的同学计算一下:在标准状况下,他家平均每月所用天然气的质量。
(1)在同一温度、压强下,当气体的物质的量的比值为1∶2∶4时,其体积之比为 。?
(2)在温度、压强一定时,气体的物质的量之比等于 之比。?
三、反馈练习
【小题巧练】
【练习1】判断正误,并说明理由。
(1)在标准状况下,1
mol任何物质的体积都约为22.4
L。
(2)1
mol气体的体积约为22.4
L。
(3)在标准状况下,1
mol
O2和N2的混合气体的体积约为22.4
L。
(4)22.4
L气体所含的分子数一定大于11.2
L气体所含的分子数。
(5)只有在标准状况下,气体的摩尔体积才可能约是22.4
L·mol-1。
【练习2】
(1)在标准状况下,0.5
mol
H2占有的体积是 L。?
(2)在标准状况下,2
mol
O2占有的体积是 L。?
(3)在标准状况下,4.48
L
CO2的物质的量是 mol。?
(4)在标准状况下,33.6
L
H2的物质的量是 mol。?
(5)在标准状况下,16
g
O2的体积为 L。?
(6)在标准状况下,11.2
L
N2中含有N2分子的个数是 (用含NA的式子表示)。?
通过反馈练习,提升学生分析问题、解决问题的能力。
参考答案
课堂探究
[活动一](1)在一定条件下,1
mol不同固体、不同液体的体积是不同的。
(2)在标准状况下,1
mol不同气体的体积是相同的。
[活动二]横向比较得到的结论:一定条件下,当物质的状态相同时,粒子数目越多,物质的体积越大
纵向比较得到的结论:一定条件下,当粒子数目相同时,气体的体积最大,液体的体积次之,固体的体积最小
1.粒子数目、粒子的大小、粒子之间的距离
2.粒子的大小 粒子数目 粒子的大小
[活动三]反 正
[提升素养](1)不同 不同 相同
(2)粒子之间的距离 粒子本身的直径 粒子数目 粒子之间的距离 气体粒子之间的距离 (3)气体的物质的量 温度 压强 (4)相同的
二、应用实践
1.略 2.略
[提升素养](1)1∶2∶4 (2)气体体积
三、反馈练习
[小题巧练]
[练习1]
(1)错;“物质”应改为“气体”。
(2)错;应标明条件——在标准状况下。
(3)对;在标准状况下,1
mol任何气体的体积约为22.4
L,与气体是纯净气体还是混合气体无关。
(4)错;未指明气体体积是否在相同条件下测定。
(5)错;在非标准状况下,当温度和压强改变到一定程度时,气体的摩尔体积也可能约为22.4
L·mol-1。
[练习2](1)11.2 (2)44.8 (3)0.2 (4)1.5
(5)11.2 (6)0.5NA
