鲁科版高中化学必修一1.3《气体摩尔体积》教案

第三节 化学中常用的物理量—物质的量

第2课时 气体摩尔体积

学习目标：

1.理解影响固体、液体、气体体积的大小主要因素。

2.理解气体摩尔体积的概念，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单计算。 3.掌握阿伏加德罗定律及其推论。 学习重点：

气体摩尔体积的理解，阿伏加德罗定律及其推论。 学习难点：

气体摩尔体积概念的建立，阿伏加德罗定律及其推论的理解。 教学过程： 一、 导入新课

[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 二、 推进新课

教学环节一：影响物质体积大小的因素

[提问]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 [视频播放]电解水实验视频

1.实验中的现象：两极均产生气体，其中一极为 氢气，另一极为氧气，且二者体积比约为2:1。 氢气 氧气

质量（g） 0.2 1.6 物质的量（mol） 0.1 0.05 氢气和氧气的物质的量之比 2︰1 1

2.从中你会得出什么结论？

在相同温度和压强下，1molO2和H2的体积相同。

[提问]下表列出了0℃、101 kPa(标准状况)时O2和H2 及CO2的密度，请计算出1 mol O2、H2和CO2的体积。从中你又会得出什么结论？

物质 H2 O2 CO2 物质的量（mol） 1 1 1 质量（g） 2 32 44 密度（g·L－1） 体积（L） 0.09 1.429 1.977 22.4 22.4 22.3 结论：在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L。 [学生活动]思考并计算。 [教师总结]

[过渡]以上我们讨论了气体的体积与物质的量的关系，那么对于固体或液体来讲是否有相同的关系呢？

[提问]下表列出了20℃时几种固体和液体的密度，请计算出1 mol这几种物质的体积，从中你会得到什么结论？

Fe Al H2O H2SO4 密度/g·cm-3 7.86 2.70 0.998 1.83 质量 /g 56 27 18 98 体积/cm3 7.2 10 18 53.6 结论：在相同条件下，1mol固体或液体的体积不相同，而且相差很大。 [教师总结]

[过渡]为什么在粒子数相同的条件下气体的体积基本相同而固体和液体的体积却差别很大呢？

要回答这些问题，我们首先先回答下面的几个问题：一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？如果球的数目都为一百个呢？如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？

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[学生思考讨论并回答]

[教师总结并板书]1.决定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)；

[过渡]请同学们认真阅读教材P23思考决定固体或液体及气体体积的因素是什么？

[教师总结]1.对于固态或液态物质来讲，粒子之间的距离是非常小的，这使的固态或液态的粒子本身的“直径”远远大于粒子之间的距离，所以决定固体或液体的体积大小的主要因素是：(1)粒子数目；(2)粒子的大小。

2.对于气体来讲，分子之间的距离很大，远远大于分子本身的“直径”。所以决定气体体积大小的主要因素是：(1)粒子数目；(2)粒子之间的距离。

若气体分子数目相同，则气体体积的大小主要取决于分子之间的距离。而气体分子间的距离的大小主要受温度和压强的影响。当压强一定时，温度越高，气体分子间的距离越大 ，则气体体积越大；当温度一定时，压强越大，气体分子间的距离越小，则气体体积越小。科学实验表明：在相同的温度和相同的压强下，任何气体分子间的平均距离几乎都是相等的。所以在一定条件下气体的体积主要受粒子数目的多少决定的。

[板书]2.决定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.决定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，为些，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。 教学环节二：气体摩尔体积 [板书]二、气体摩尔体积

1.概念：单位物质的量的任何气体在相同条件下应占有相同的体积。这个体积称为气体摩尔体积。 2.符号：Vm

3.定义式： Vm =V(气体)/n(气体)

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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。 [自主练习]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] [教师点评]

[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。

[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]

[教师总结]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

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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。

教学环节三：阿伏加德罗定律 [板书]三、阿伏加德罗定律

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分子。 [教师强调]对这一定律的理解一定要明确适用范围为气体。在定律中有四同：“同温”、“同压”、“同体积”、“同分子数目”，三同就可定为一同。

[自主练习]若气体分子间的距离相同(即在同温同压下)，则气体的体积大小主要取决于气体分子数目的多少(或物质的量的大小)。气体的分子数越多，气体的体积就越大。

[教师总结]在同温同压下，气体的体积之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。 ——阿伏加德罗定律的推论之一. 如：在同温同压下，A、B两种气体

V(A) = N(A) = n(A) V(B)N(B)n(B)[板书]四.阿伏加德罗定律推论：

在同温、同压下，任何气体的体积之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。 即：V(A)=N(A)=n(A)

V(B)N(B)n(B)[教师点拨]

阿伏加德罗定律还有很多推论，请同学们结合气体状态方程PV＝nRT(P代表压强；V代表体积；n代表物质的量；R是常数；T代表温度)课后推导下列关系式： 1.在同温、同压下，任何气体的密度之比与气体的摩尔质量（或相对分子质量）之比成正比。 ρ(A)=M(A)

ρ(B)M(B)2.在同温、同体积下，任何气体的压强之比与气体的分子数（或物质的量）之比成正比。

[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

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标准状况下：Vm=22.4 L/mol [自我检测]

1.下列说法正确的是（ ）

A.标准状况下22.4L/mol就是气体摩尔体积

B.非标准状况下，1mol任何气体的体积不可能为22.4L C.标准状况下22.4L任何气体都含有约6.02×1023个分子 D.1mol H2和O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4L [课后作业] 在标准状况下

(1).0.5molHCl占有的体积是多少？ (2).33.6LH2的物质的量是多少？ (3).16gO2的体积是多少？

(4).44.8LN2中含有的N2分子数是多少？

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