高中化学课堂实录：气体摩尔体积及其应用

教学目标

1.在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，理解气体摩尔体积的概念。

2.通过气体摩尔体积和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

教学重点

气体摩尔体积的概念。

教学难点

气体摩尔体积的概念。

教学用具

投影仪。

课时安排

第一课时：气体摩尔体积的概念。

第二课时：有关气体摩尔体积的计算。

教学过程

第一课时

引言：通过上一节课的学习，我们知道，1mol任何物质的粒子个数都相等，约为6.02×1023个，1mol任何物质的质量都是以克为单位，在数值上等于构成该物质的粒子的相对原子（分子）质量。那么，1 mol任何物质的体积（即摩尔体积）又该如何确定呢？

教师：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，还须怎样才能达到目的呢？

学生：还需知道物质的密度！

教师：请写出质量（m）体积（V）密度（ρ）三者之间的关系，下面，我们根据已有的知识，来填写下表。

注：质量与体积栏内的数值由学生填写。

投影：

温度0°C、压强101kPa

请同学们根据计算结果，并参照课本上的1mol几种物质的体积示意图，分析物质存在的状态跟体积的关系。

学生讨论

结论：1.1mol不同的固态或液态的物质，体积不同。

2.在相同状态下，1mol气体的体积基本相同。

3.同样是1mol的物质，气体和固体的体积相差很大。

指导学生参看课本上1mol水由液态变为气态的插图和有关数据，来体会1 mol同样物质，当状态不同时，其体积的差异。

教师：请大家参考课本内容和自己计算所得数据，分析和讨论以下问题：

投影：1.物质体积的大小取决于哪些微观因素？

2.当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素？

3.为什么相同外界条件下，1 mol固、液态物质所具有的体积不同，而1mol气态物质所具有的体积却基本相同？

4.为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行？

学生活动，回答：

老师总结：1.物质体积的大小取决于物质粒子数的多少、粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。

2.当粒子数一定时，固、液态的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。

3.在固态和液态中，粒子本身的大小不同决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。(www.xing528.com)

4.气体的体积受温度、压强的影响很大，因此，说到气体的体积时，必须指明外界条件。

讲述：对于气体来说，我们用得更多的是气体的体积，而不是质量，且外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积，这给我们测定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。这也是我们本节课所学的重点。

板书：一、气体摩尔体积

单位物质的量的气体所占的体积。

讲解：即气体的体积与气体的物质的量之比，符号为Vm，表达式为

板书：符号：Vm

表达式：

单位：L·mol-1

讲解并板书：

在标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4L。（或气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L）

讲解：1.为了研究的方便，科学上把温度为0°C、压强为101kPa规定为标准状态，用S·T·P表示。

2.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。

3.同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。

投影练习：判断正误

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）

6.只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22.4L。（×，不一定）

思考：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？

学生思考并回答：

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。

板书：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。

讲解：由上述定律我们可以推出如下推论：

板书：同温同压下：

小结：影响物质的体积的因素有多种，对于气体，相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积。为此，引入了气体摩尔体积的概念，标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22.4L·mol-1。只要同学们正确掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义，就很容易做气体的质量和体积之间的相互换算。

布置作业：略

板书设计：第二节　气体摩尔体积

一、气体摩尔体积

单位物质的量的气体所占的体积。

表达式：

单位：L·mol-1

标准状况下的气体摩尔体积：Vm＝22.4L·mol-1

阿伏加德罗定律：同温同压下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。