高中化学鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 化学中常用的物理量——物质的量教案

第3节 化学中常用的物理量—物质的量

第二课时 气体摩尔体积

本节内容是在学习物质的量和摩尔质量概念的基础上，重点介绍气体摩尔体积的概念，为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、化学平衡作铺垫。

宏观辨识与微观探析: 从微观粒子的大小间距到影响宏观固体液体气体体积，是学生正确认识宏观物理量与微观粒子的联系。 

证据推理与模型认知: 在有关气体体积计算过程中，通过分析、推理等方法认识计算的方法，建立物质的量与气体体积等题目解答的模型。

科学精神与社会责任: 通过对影响物质体积大小的因素的探究培养学生的科学探究精神。

气体摩尔体积的理解与计算                                                                    

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[引入]在化学反应中经常遇到气体物质，对于气体物质来说，测量体积往往比称量质量更方便。那么气体体积与物质的物质的量以及物质的质量之间有什么关系呢？我们应如何建立气体体积与其物质的量的桥梁呢？而这个桥梁这就是我们这一节课所需要解决的问题——气体摩尔体积。

[板书]气体摩尔体积

 [思考]物质的体积与微观粒子间是否存在着一些关系呢？也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种关系呢？让我们带着这个问题，亲自动手寻找一下答案。

[板书]一、影响物质体积大小的因素

[科学探究] 请计算是1mol物质在0oC、1.01×105Pa下的体积

[思考]

1. 为什么1mol不同状态的物质体积不同；

2. 为什么1mol不同物质的气体体积近似相等，且比固、液物质体积大的多；

3. 影响物质体积的因素究竟是什么？

 [板书]

1 影响物质体积大小的因素有三个：

(1)物质所含结构微粒数多少；

(2)微粒间的距离(固态、液态距离小，排列紧密；气态分子间排列疏松)；

(3)微粒本身的大小(液态时小，气态时大)；

[思考]影响固体或液体及气体体积的因素是什么？

 [板书]

2. 影响固体或液体的体积大小的主要因素：①粒子的数目 ②粒子的大小

3. 影响气体体积大小的主要因素：①粒子的数目 ②粒子之间的距离

[教师强调]无数实验事实证明，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。这给我们研究气体提供了很大的方便，为此，我们专门引出了气体摩尔体积的概念，这也是我们这节课所要学习的内容。

 [板书]二、气体摩尔体积

1.概念：单位物质的量的气体所占有相同的体积叫作气体摩尔体积。

2.符号：Vm

3.定义式： Vm =V(气体)/n(气体)

4.单位：升/摩尔（L/mol或L·mol-1） ；米3/摩尔（m3/mol或m3·mol-1）。

[强调]我们为了研究方便，通常将温度为0℃，压强101 kPa时的状况称为标准状态，根据大量实验事实证明，在标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4L。

[板书]

5.气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L。

[练习]判断正误

(1).在标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。 (×，物质应是气体)

(2).1 mol气体的体积约为22.4 L。 (×，未指明条件标况)

(3).在标准状况下，1 mol O2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4 L。(√，气体体积与分子种类无关)

(4).22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L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22.4 L。 (×，只在标况下)

(6).只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L。 (×，不一定)

[学生思考讨论回答]

[提问]从这几个试题来看，在理解标准状况下气体摩尔体积时应注意什么问题？

[学生思考讨论回答]

[教师总结并板书]

6.注意事项：

①．条件：是在标准状况（0℃、101kPa）下；

②．研究对象：任何气体，可以是单一气体也可以是混合气体；

③．物质的量：1mol；

④．所占体积：约为22.4L。

[练习]

1、   在标准状况下, 2 . 2 gCO2的体积是多少？

2、标准状况下， 112 mL 某气体的质量为 0 . 14 g , 则其摩尔质量为_______________，相对分子质量为___________。

[小结] N,n,m,V之间的相互转化

[提问]同温同压下，如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢?所含的分子数呢?

[学生思考讨论回答]

[总结]因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变，各种气体在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。所以，同温同压下，相同体积的气体的物质的量相等。所含的分子个数也相等。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，成为定律，叫阿伏加德罗定律。

 [小结]

气体的摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积。

符号：Vm

表达式：n=V/Vm

标准状况下：Vm=22.4 L/mol

[课堂练习]

1.下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是（    ）                                 

A．1molH2的质量是1g，它所占的体积是22.4L

B．通常状况下的气体摩尔体积约为22.4L

C．标准状况下，1mol任何气体所占的体积都约为22.4L

D．相同物质的量的气体，气体摩尔体积也相同

2.下列说法正确的是（    ）

A.在标准状况下，1mol水的体积是22.4L

B.1molH2所占的体积约为22.4L

C.在标准状况下，NA个分子所占的体积约为22.4L

D.在标准状况下，1molNH3和CO混合气体所占的体积约为22.4L

3.下列叙述正确的是(    )

A．同温同压下，相同体积的气体，其物质的量一定相等

B．任何条件下，等物质的量的甲烷和一氧化碳所含的分子数一定相等

C．1L一氧化碳气体一定比1L氧气的质量小

D．相同条件下的一氧化碳气体和氮气，若体积相等，则质量一定相等

4.在标况下

 （1）0.5mol HCl气体占有的体积是                   

 （2）33.6LH2 的物质的量是                        

5.同温同压下,质量相同的N2、CO2、Cl2、 CH4、O2五种气体所占的体积由大到小的顺序是（　   ）

6.标准状况下有以下四种气体：

①6.72L CH4   ②3.01×1023 HCl分子  ③13.6g H2S   ④0.2mol NH3

（1）物质的量由小到大的顺序是            。

（2）体积由小到大的顺序是               。

参考答案：

1-3 C D A

4.11.2L ,1.5mol

5. CH4、N2、O2、CO2、Cl2

6.④＜①＜③＜②   ④＜①＜③＜②