鲁科版高中化学必修一13《气体摩尔体积》省一等奖教案.docx
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鲁科版高中化学必修一13《气体摩尔体积》省一等奖教案
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。
质量（g）
物质的量（mol）
氢气和氧气的物质的量之比
氢气
0.2
0.1
2︰1
氧气
1.6
0.05
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℃、101kPa（标准状况）时O2和H2及CO2的密度，请计算出1molO2、H2和CO2的体积。
从中你又会得出什么结论？
物质
物质的量（mol）
质量（g）
密度（g·L－1）
体积（L）
H2
1
2
0.0899
22.4
O2
1
32
1.429
22.4
CO2
1
44
1.977
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1mol这几种物质的体积，从中你会得到什么结论？
密度/g·cm-3
质量/g
体积/cm3
Fe
7.86
56
7.2
Al
2.70
27
10
H2O
0.998
18
18
H2SO4
1.83
98
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？
[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）
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101kPa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，1mol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，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）.在标准状况下，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）.只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是22.4L。
（×，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
=
=
[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：
=
=
[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。
=
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
标准状况下：
Vm=22.4L/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.1molH2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？
第3章第4节海水中的化学元素
一、教材分析
（一）知识脉络
本节教材内容以海水中化学资源的开发利用为线索展开，简单介绍了海水中化学元素的种类和存在形式，重点介绍了金属镁的提取原理、重要的化学性质和主要用途；然后通过实验探究，得出溴和氯、碘的氧化性强弱关系，以此为启示，介绍溴单质的提取原理和主要用途。
（二）知识框架
（三）新教材的主要特点：
本节内容既承载了元素化合物知识，又使学生认识到开发利用海洋的重要性和艰巨性。
既关注了知识的获取、情感态度价值观的培养，又关注了海水化学资源综合利用的方向。
体现了新课程的基础性和时代性。
二．教学目标
（一）知识与技能目标
1、通过观察思考，交流研讨等教学活动，使学生认识镁单质的还原性和重要用途。
2、通过实验探究、交流研讨等教学活动，使学生认识到氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变顺序及溴单质和溴的化合物的重要用途。
3、了解海水中微量元素的存在和应用及在工业生产和高科技领域的潜在价值，认识到综合开发利用海水化学资源的重要意义。
（二）过程与方法目标
通过对氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序的活动探究，学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
（三）情感态度与价值观目标
通过对海水中化学资源的开发利用的学习，使学生认识到海洋对人类的重要性，学会关注和珍惜自然资源。
三、重点、难点
（一）知识上重点、难点
重点：
金属镁的还原性；氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
难点：
氯、溴、碘单质的氧化性和氧化性递变次序。
（二）方法上重点、难点
学会应用氧化还原反应原理设计实验，探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
四、教学准备
（一）学生准备
预习：
第四节-海水中的化学元素。
重点思考“交流·研讨”中所提出的问题。
（二）教师准备
编制“活动·探究”活动报告及评价表。
第1课时
【引入】尝过海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接饮用。
看来，海水除了含有氢、氧元素外，一定还含有其它元素。
那么，海水中还含有哪些元素呢？
它们在海水中是以什么形式存在的？
它们在海水中的含量如何？
人们是怎样提取利用食盐的？
【指导阅读】阅读P92-P95第一部分：
海水——化学元素宝库。
【学生阅读后回答】海水中共含有80多种元素，这些元素大部分以盐的形式存在，它们在海水中的含量差异很大。
人类通过海水晒盐从海水中提取食盐，食盐不仅是常用的调味品，是人体必须的物质，更被誉为“化学工业之母”，在工业上，主要通过氯碱工业等进行综合利用。
【老师总结】教师点评并简单介绍氯碱工业（不要求掌握这部分内容）。
【设问】海水中镁的含量一般为1.28g/L，属常量元素。
目前，世界上有60%的镁来自海水，人们是怎样从海水中提取镁的呢？
【指导阅读】阅读P95-P96第二部分：
镁和海水提镁
【交流讨论】用多媒体投影下列讨论题：
1、简述海水提镁的基本方法和工业流程。
2、海水提镁要用到海滩上的贝壳。
那么，贝壳在生产流程中起什么作用？
其主要成分发生了怎样的化学变化？
3、从海水中的镁离子到金属镁，经历了哪些化学变化？
4、在用上述方法提镁的过程中，采取了哪些措施来提高经济效益？
这对你有什么启示？
【讨论作答】学生回答，教师点评。
1、海水提镁最基本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、干燥、电解，就可得到氯化镁。
高温
2、贝壳起到提供碱-消石灰的作用。
主要成分发生的化学变化有：
CaCO3======CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca（OH）2
3、经历的化学变化有：
Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓
Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O
通电
MgCl2=====Mg+Cl2↑
4、
（1）就地取材-利用海滩上的贝壳
（2）节约原料-循环利用氯元素
<启示>：
一个真实的化学工业流程所考虑的问题远比我们想象的复杂。
它不仅考虑化学反应，还要考虑经济效益、环境保护等问题。
【讲述】海水提镁的原理较为简单，但在实际生产中，还有许多难题需要解决，主要是怎样除去杂质。
英国、美国、日本在这方面走在前列。
我国由于陆地天然菱镁矿资源丰富，目前主要是通过煅烧菱镁矿来制取镁，没有安排大量人力和物力开发海水提镁工作。
只是根据需要，每年利用制盐卤水生产一些氯化镁。
近年来，我国对海水提镁的开发，也进行了一些研究和试生产，取得了可喜的成绩。
镁是一种轻金属，其合金的强度高、机械性能好。
这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。
在冶金工业上，金属镁常用作还原剂和脱氧剂。
下面我们通过实验来进一步认识镁的化学性质。
【演示实验】取一段镁条，观察它的颜色。
用砂纸把表面的氧化膜擦净，观察金属镁的颜色和光泽。
用坩埚钳夹住镁条，点燃后伸入盛有二氧化碳的集气瓶中（集气瓶底部要放一些细沙或少量水），观察发生的现象。
并完成下表
实验内容
实验现象
实验结论或化学方程式
镁跟氧气反应
镁跟二氧化碳反应
【归纳总结】学生归纳，教师点评并板书。
镁的主要化学性质-还原性
1、与酸反应置换氢气
点燃
2、与氧气反应
3、与二氧化碳反应：
2Mg+CO2=======2MgO+C
<思考>由金属镁引起的火灾能否用泡沫灭火器灭火？
【课堂练习】P1001、2
【概括整合】归纳本节课所学的内容。
第2课时
【复习】镁的主要化学性质有哪些？
【引入】溴是海水中重要的非金属元素。
地球上99%的溴元素以溴离子的形式存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。
溴和氯、碘等元素在原子结构和性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。
前面我们学习过氯气，下面我们一起来探讨溴单质和碘单质的性质。
【演示实验】
<演示实验1>：
观察溴单质和碘单质的状态、颜色；取少量的溴单质和碘单质，分别观察它们在水、酒精和四氯化碳溶剂中的溶解情况和所形成溶液的颜色，把观察结果填入下表中：
物理性质
溴单质
碘单质
颜色
状态
溶解性和溶液颜色
水中
酒精中
四氯化碳中
<演示实验2>：
给碘锤加热，观察发生的现象。
【交流讨论】1、在保存溴单质和碘单质时应分别注意哪些问题？
2、碘容易升华的性质有什么重要用途？
【过渡】氯、溴和碘的单质除了具有以上物理性质之外，在化学性质方面有哪些相同和不同呢？
【活动探究】我们已经认识了氯气的强氧化性，请用氯水、溴水、碘水、氯化钠溶液、溴化钠溶液、碘化钾溶液，设计实验探究氯、溴、碘三种单质的氧化性强弱。
记录实验现象、实验结论或化学方程式。
你的实验方案与实验记录
实验内容
实验现象
实验结论或化学方程式
<思考>：
1、通过实验探究，你认为氯、溴、碘单质的化学性质有什么共同特点？
它们的氧化性强弱如何？
写出发生反应的离子反应方程式。
2、氯、溴和碘单质的氧化性强弱对于从溴化物中提取溴有何启示？
【指导阅读】阅读P98-P99，思考并回答下列问题：
1、海水提溴的化学反应原理是什么？
工业流程所经历的主要步骤有哪些？
2、溴及其化合物在工业、农业、医药等方面有哪些用途？
3、为了降低开发成本，海水化学资源的利用将走什么道路？
我国科学家在此领域取得了哪些成就？
【概括整合】根据P99的提示，概括整合本节内容。
【作业】P100-1013、4
【研究性学习课题】P1015、6
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