化學(xué)教案－物質(zhì)的量[第二課時(shí)]

第二節(jié)  氣體摩爾體積

第二課時(shí)

知識(shí)目標(biāo)：

　　使學(xué)生在理解氣體摩爾體積，特別是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體摩爾體積的基礎(chǔ)上，掌握有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。

能力目標(biāo)

??通過(guò)氣體摩爾體積的概念和有關(guān)計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。

??通過(guò)有關(guān)氣體摩爾體積計(jì)算的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并了解學(xué)科間相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系。

情感目標(biāo)

??通過(guò)本節(jié)的教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)。

??通過(guò)教學(xué)過(guò)程（www.htc668.com）中的設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

[板書(shū)] 二、有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算

[討論] 氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量、氣體的質(zhì)量和氣體中的粒子數(shù)目之間的關(guān)系：（由學(xué)生回答）

[板書(shū)]

　　1. 依據(jù)：和阿伏加德羅定律及其推論

　　2.類(lèi)型

　�。�1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量、氣體的質(zhì)量和氣體中的粒子數(shù)目之間的關(guān)系

[投影] 例題1：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，2.2gCO₂的體積是多少？

[討論] 1.由學(xué)生分析已知條件，確定解題思路。

　　　　2.學(xué)生在黑板上或練習(xí)本上演算。

[強(qiáng)調(diào)] 1.解題格式要求規(guī)范化。

　　　　2.計(jì)算過(guò)程要求帶單位。

[板書(shū)]（2）氣體相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算

[投影] 例題2：在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，測(cè)得1.92g某氣體的體積為672mL。計(jì)算此氣體的相對(duì)分子質(zhì)量。

[討論] 分析已知條件首先計(jì)算氣體的密度：  = 

　　然后求出標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L氣體的質(zhì)量，即1mol 氣體的質(zhì)量：M= V_m

[學(xué)生解題] 分析討論不同的解法。

[投影] 例題3：填表

物質(zhì)

物質(zhì)的量

體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）

分子數(shù)

質(zhì)量

密度

H₂

0.5mol

       

O₂

 

44.8L

     

CO₂

       

44/22.4g.L^-1

N₂

     

28g

 

Cl₂.HCl混合氣

   

3.01×10²³

   

[練習(xí)]若不是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，可以利用阿伏加德羅定律及其推論解題。

         某氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為14，求該氣體的相對(duì)分子質(zhì)量。

[分析]由于是同溫同壓，所以式量的比等于密度比。

[板書(shū)]（3）混合氣體

[投影] 例題3：已知空氣中氮?dú)夂脱鯕獾捏w積比為4 ：1，求空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量。

[分析] 已知混合氣體的組成，求其相對(duì)分子質(zhì)量，應(yīng)先求出混合氣體的平均摩爾質(zhì)量。如用n₁、n₂……表示混合物中各組分的物質(zhì)的量；M₁、M₂……表示混合物中各組分的摩爾質(zhì)量；V₁、V₂……表示混合物中各組分的體積，則混合氣體的平均摩爾質(zhì)量可由下面的公式求得：

  

計(jì)算的結(jié)果是空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量為29。這一數(shù)值要求學(xué)生記住，這樣在以后的學(xué)習(xí)中判斷某氣體的密度比空氣的大還是小，直接把二者的相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行比較即可。例如：二氧化碳的式量為44>29，密度比空氣的大。氫氣的式量2<29，密度比空氣的小。CO的式量為28，密度與空氣的接近。

[小結(jié)] 氣體摩爾體積概念、公式、單位

標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積為22.4L/mol。

[課堂檢測(cè)]

1.在相同的條件下，兩種物質(zhì)的量相同的氣體必然（     ）

　　A.體積均為22.4L                       B.具有相同的體積

　　C.是雙原子分子                          D.具有相同的原子數(shù)目

2. 同溫、同壓下，H₂和He兩種氣體單質(zhì)的，如果質(zhì)量相同，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（    ）

　　A.體積比為2 ：1                        B.原子個(gè)數(shù)之比為2 ：1

　　C.密度之比為1 ：2                    D.質(zhì)子數(shù)之比為1 ：1

參考答案：1. B   2. B、D

[作業(yè)] 質(zhì)量監(jiān)測(cè)有關(guān)習(xí)題

板書(shū)設(shè)計(jì)：         

  二、有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算

　　1. 依據(jù)：     和阿伏加德羅定律及其推論

　　2.類(lèi)型

　�。�1）標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量、氣體的質(zhì)量和氣體中的粒子數(shù)目之間的關(guān)系

　�。�2）氣體相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算

　�。�3）混合氣體

 

探究活動(dòng)

摩爾氣體常數(shù)的測(cè)定

定義1　摩理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的P₀V₀/T₀值，叫做摩爾體積常數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)氣體常數(shù)。符號(hào) R

　　R=(8.314510 0.000070)J/(mol••••K)。它的計(jì)算式是

 

原理 用已知質(zhì)量的鎂條跟過(guò)量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。把這氫氣的體積、實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)代入理想氣體狀態(tài)方程（PV=nRT）中，就能算出摩爾氣體常數(shù)R的值。氫氣中混有水蒸氣，根據(jù)分壓定律可求得氫氣的分壓（p_(H2)=p_(總)-p_(H2O)）,不同溫度下的p_(H2O)值可以查表得到。

操作 （1）精確測(cè)量鎂條的質(zhì)量

　　方法一：用分析天平稱(chēng)取一段質(zhì)量約10mg的表面被打亮的鎂條（精確到1mg）。

　　方法二：取10cm長(zhǎng)的鎂帶，稱(chēng)出質(zhì)量（精確到0.1g）。剪成長(zhǎng)10mm的小段（一般10mm質(zhì)量不超過(guò)10mg），再根據(jù)所稱(chēng)鎂帶質(zhì)量求得每10mm鎂條的質(zhì)量。

　　把精確測(cè)得質(zhì)量的鎂條用細(xì)線系住。

　�。�2）取一只10 mL小量筒，配一單孔塞，孔內(nèi)插入很短一小段細(xì)玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸，然后十分仔細(xì)地向筒內(nèi)緩慢加入純水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下層為酸，上層為水，盡量不混合，保證加滿水時(shí)上面20~30mm的水是中性的。

　�。�3）把系有細(xì)線的鎂條浸如量筒上層的水里，塞上帶有玻璃管的橡皮塞，使塞子壓住細(xì)繩，不讓鎂條下沉，量筒口的水經(jīng)導(dǎo)管口外溢。這時(shí)量筒中和玻璃導(dǎo)管內(nèi)不應(yīng)留有氣泡空隙。

　�。�4）用手指按住溢滿水的玻璃導(dǎo)管口，倒轉(zhuǎn)量筒，使玻璃導(dǎo)管口浸沒(méi)在燒杯里的水中，放開(kāi)手指。這時(shí)酸液因密度大而下降，接觸到鎂帶而發(fā)生反應(yīng)，生成的氫氣全部倒扣在量筒內(nèi)，量筒內(nèi)的液體通過(guò)玻璃導(dǎo)管慢慢被擠到燒杯中。

　�。�5）鎂條反應(yīng)完后再靜置3~5分鐘，使量筒內(nèi)的溫度冷卻到室溫，扶直量筒，使量筒內(nèi)水面跟燒杯的液面相平（使內(nèi)、外壓強(qiáng)相同），讀出量筒內(nèi)氣體的體積數(shù)。由于氣體的體積是倒置在量筒之中，實(shí)際體積要比讀數(shù)體積小約0.2mL，所以量筒內(nèi)實(shí)際的氫氣體積V_H2=體積讀數(shù)－0.20mL(用10mL的量筒量取)

　�。�6）記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)室內(nèi)溫度（t℃）和氣壓表的讀數(shù)（p_大氣）。

計(jì)算 （1）根據(jù)化學(xué)方程式和鎂條的質(zhì)量算出生成氫氣的物質(zhì)的量（n_H2）

　　(2) 按下列步驟計(jì)算氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積。

　　查表得到室溫下水的飽和蒸氣壓（p_H20）,用下式計(jì)算氫氣的分壓（p_H2）

                   

　　根據(jù)下式    

　　把  , T₁=273+t, p₀=100Kpa, T₀=273K代入上式，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積是



因此，摩爾體積常數(shù)（R）是

                

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