化学教案－物质的量[第二课时]

化学教案－物质的量[第二课时]

第二节  气体摩尔体积

第二课时

知识目标：

　　使学生在理解气体摩尔体积，特别是标准状况下，气体摩尔体积的基础上，掌握有关气体摩尔体积的计算。

能力目标

??通过气体摩尔体积的概念和有关计算的教学，培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。

??通过有关气体摩尔体积计算的教学，培养学生的计算能力，并了解学科间相关知识的联系。

情感目标

??通过本节的教学，激发学生的学习兴趣，培养学生的主动参与意识。

??通过教学过程（fanwen.weiyujianbao.cn）中的设问，引导学生科学的思维方法。

[板书] 二、有关气体摩尔体积的计算

[讨论] 气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系：（由学生回答）

[板书]

　　1. 依据：和阿伏加德罗定律及其推论

　　2.类型

　　（1）标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

[投影] 例题1：在标准状况下，2.2gCO₂的体积是多少？

[讨论] 1.由学生分析已知条件，确定解题思路。

　　　　2.学生在黑板上或练习本上演算。

[强调] 1.解题格式要求规范化。

　　　　2.计算过程要求带单位。

[板书]（2）气体相对分子质量的计算

[投影] 例题2：在标准状况下，测得1.92g某气体的体积为672mL。计算此气体的相对分子质量。

[讨论] 分析已知条件首先计算气体的密度：  = 

　　然后求出标准状况下22.4L气体的质量，即1mol 气体的质量：M= V_m

[学生解题] 分析讨论不同的解法。

[投影] 例题3：填表

物质

物质的量

体积（标准状况）

分子数

质量

密度

H₂

0.5mol

       

O₂

 

44.8L

     

CO₂

       

44/22.4g.L^-1

N₂

     

28g

 

Cl₂.HCl混合气

   

3.01×10²³

   

[练习]若不是标准状况下，可以利用阿伏加德罗定律及其推论解题。

         某气体对氢气的相对密度为14，求该气体的相对分子质量。

[分析]由于是同温同压，所以式量的比等于密度比。

[板书]（3）混合气体

[投影] 例题3：已知空气中氮气和氧气的体积比为4 ：1，求空气的平均相对分子质量。

[分析] 已知混合气体的组成，求其相对分子质量，应先求出混合气体的平均摩尔质量。如用n₁、n₂……表示混合物中各组分的物质的量；M₁、M₂……表示混合物中各组分的摩尔质量；V₁、V₂……表示混合物中各组分的体积，则混合气体的平均摩尔质量可由下面的公式求得：

  

计算的结果是空气的平均相对分子质量为29。这一数值要求学生记住，这样在以后的学习中判断某气体的密度比空气的大还是小，直接把二者的相对分子质量进行比较即可。例如：二氧化碳的式量为44>29，密度比空气的大。氢气的式量2<29，密度比空气的小。CO的式量为28，密度与空气的接近。

[小结] 气体摩尔体积概念、公式、单位

标准状况下气体摩尔体积为22.4L/mol。

[课堂检测]

1.在相同的条件下，两种物质的量相同的气体必然（     ）

　　A.体积均为22.4L                       B.具有相同的体积

　　C.是双原子分子                          D.具有相同的原子数目

2. 同温、同压下，H₂和He两种气体单质的，如果质量相同，下列说法错误的是（    ）

　　A.体积比为2 ：1                        B.原子个数之比为2 ：1

　　C.密度之比为1 ：2                    D.质子数之比为1 ：1

参考答案：1. B   2. B、D

[作业] 质量监测有关习题

板书设计：         

  二、有关气体摩尔体积的计算

　　1. 依据：     和阿伏加德罗定律及其推论

　　2.类型

　　（1）标准状况下气体的体积与气体的物质的量、气体的质量和气体中的粒子数目之间的关系

　　（2）气体相对分子质量的计算

　　（3）混合气体

 

探究活动

摩尔气体常数的测定

定义1　摩理想气体在标准状况下的P₀V₀/T₀值，叫做摩尔体积常数，简称气体常数。符号 R

　　R=(8.314510 0.000070)J/(mol••••K)。它的计算式是

 

原理 用已知质量的镁条跟过量的酸反应产生氢气。把这氢气的体积、实验时的温度和压强代入理想气体状态方程（PV=nRT）中，就能算出摩尔气体常数R的值。氢气中混有水蒸气，根据分压定律可求得氢气的分压（p_(H2)=p_(总)-p_(H2O)）,不同温度下的p_(H2O)值可以查表得到。

操作 （1）精确测量镁条的质量

　　方法一：用分析天平称取一段质量约10mg的表面被打亮的镁条（精确到1mg）。

　　方法二：取10cm长的镁带，称出质量（精确到0.1g）。剪成长10mm的小段（一般10mm质量不超过10mg），再根据所称镁带质量求得每10mm镁条的质量。

　　把精确测得质量的镁条用细线系住。

　　（2）取一只10 mL小量筒，配一单孔塞，孔内插入很短一小段细玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸，然后十分仔细地向筒内缓慢加入纯水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下层为酸，上层为水，尽量不混合，保证加满水时上面20~30mm的水是中性的。

　　（3）把系有细线的镁条浸如量筒上层的水里，塞上带有玻璃管的橡皮塞，使塞子压住细绳，不让镁条下沉，量筒口的水经导管口外溢。这时量筒中和玻璃导管内不应留有气泡空隙。

　　（4）用手指按住溢满水的玻璃导管口，倒转量筒，使玻璃导管口浸没在烧杯里的水中，放开手指。这时酸液因密度大而下降，接触到镁带而发生反应，生成的氢气全部倒扣在量筒内，量筒内的液体通过玻璃导管慢慢被挤到烧杯中。

　　（5）镁条反应完后再静置3~5分钟，使量筒内的温度冷却到室温，扶直量筒，使量筒内水面跟烧杯的液面相平（使内、外压强相同），读出量筒内气体的体积数。由于气体的体积是倒置在量筒之中，实际体积要比读数体积小约0.2mL，所以量筒内实际的氢气体积V_H2=体积读数－0.20mL(用10mL的量筒量取)

　　（6）记录实验时室内温度（t℃）和气压表的读数（p_大气）。

计算 （1）根据化学方程式和镁条的质量算出生成氢气的物质的量（n_H2）

　　(2) 按下列步骤计算氢气在标准状况下的体积。

　　查表得到室温下水的饱和蒸气压（p_H20）,用下式计算氢气的分压（p_H2）

                   

　　根据下式    

　　把  , T₁=273+t, p₀=100Kpa, T₀=273K代入上式，得到标准状况下氢气的体积是



因此，摩尔体积常数（R）是

                

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