一定条件下1mol气体体积的测定第2课时精.docx
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一定条件下1mol气体体积的测定第2课时精
一定条件下1mol气体体积的测定（第2课时）
上海市崇明中学秦会利
时间：
2007年11月8日班级：
崇明中学高二5班
一、教学目标：
知识与技能：
1、掌握一定条件下1mol气体体积测定的方法,理解相应的实验装置及实验步骤的设计原理。
2、能从实验原理出发对实验装置进行评价和改进。
过程与方法：
1、通过对实验装置的评价与改进，形成实验过程中的问题反思意识，体验思维的发散性和创造性。
2、通过实验步骤的讨论,提高发现问题解决问题的意识和能力,形成自主学习的好习惯,为终身学习打下基础。
情感、态度和价值观：
1、形成大胆质疑、实事求是、严谨务实的科学态度。
2、通过实验装置及实验步骤的讨论，体验合作学习的乐趣，感受定量实验艰辛而又严谨的魅力,保持在实验过程中永不满足的问题意识和创新意识，享受用自身的努力去获得成功的体验。
二、教学重点
1、实验装置的评价与改进
2、实验操作的步骤讨论
三、教学难点：
1、对实验装置的评价和改进
2、实验步骤中问题的发现、解决及反思
四、教学技术与学习资源应用
教学技术：
多媒体课件
学习资源：
教材、资料库
五、教学模式：
引导——探究，问题——讨论——解决模式
六、教学流程：
七：
教学过程
第一部分：
师生共同回忆实验原理
引入：
上节课我们了解了定量实验的特点，认识了一些常用的定量仪器，知道了常温下1mol气体体积测定的原理
板书：
一、实验原理
回忆：
通过大家的讨论，我们选择的测量气体是氢气，选择的反应原理是镁和稀硫酸。
板书：
师生回忆，师板书：
在解决气体的体积与气体的物质的量这两个要素时，我们介绍了一种定量实验的常用思想——转化思想，即把H2的物质的量转化成镁带的质量，氢气的体积转化成所排液体的体积。
1mol氢气的体积=
=
=
讨论中不断完善：
VH2=？
V（液）V（液）—V（硫酸）V（液）—V（硫酸）+V（抽）
过渡：
在此基础上我留下作业：
请利用实验室中的常用仪器，设计出一套测定1摩尔气体体积的实验装置，画出相应的装置简图。
同学们的设计各有特色，但其中不少的同学选择的是下面这样的装置，那么我们就以这套装置为载体来对测定装置做一下讨论。
图片均略去
第二部分：
实验装置的讨论
师：
从装置的作用上看，明显分成了两部分，前一部分为制气，后一部分为量气。
设问：
量筒中所得液体的体积是不是H2的体积？
板书：
VH2=V液？
学生可能的回答及解决的方法：
可能1：
不等，液体是由装置内的空气和氢气共同排出的。
量筒中的液体究竟是谁排出的，是空气吗？
空气是体系中反应前就存在的，为什么之前它不能排出液体呢？
结论：
所排液体的体积等于体系内增加的体积
可能2：
不等，因为导管内最后留有液体，这部分体积没有算进去。
导管内液体的体积肯定与氢气的体积有关，这部分液体的体积怎么处理，现在解决还有点难度，我们先不考虑它，等到对实验步骤进行讨论时我们再来解决。
可能3：
不等，回为分液漏斗加入的酸也有一定的体积，它也会排出一部分液体
同学们能理解吗，若还不能理解，请看动画。
（若没有学生提出这个问题，直接放动画，给以启发）
动画展示：
上述装置，空的锥形瓶，打开分液漏斗的塞子，放入10mL液体，排出相应的液体。
引导：
看了刚才的动画，你有什么想法？
学生讨论回答：
加入液体后液体也会排出气体，量筒中的液体是由生成的氢气和加入的硫酸共同排出的，所以VH2=V液—V硫酸
引导：
结合定量实验的特点及本实验的原理，你觉得这套装置还需做怎样的改进？
学生讨论：
注入的硫酸溶液的体积必须已知。
如何加？
学生可能的方案：
可能1：
用量筒量出10mL硫酸加入分液漏斗，然后再放入锥形瓶中
可能2：
将分液漏斗改成滴定管
可能3：
将分液漏斗换成针筒
师生评价：
课件变形：
分液漏斗淡入，针筒淡出
追问：
刚才我们通过讨论对制气装置进行了改进，接下来请讨论一下量气装置是否要改进？
（若学生讨论不出）教师提示：
展示：
量筒有多种规格10ml.，50ml，100ml。
我们选用哪种规格的，为什么？
师生：
容积小的精密度高，但量程太小，量程大的精密度有限
教师：
如何既能保证量程，又能保证精密度呢？
联想：
曾经学过一个定量实验，物质的量浓度溶液的配制——容量瓶，引出液体量瓶
课件变形：
量筒淡入，液体量瓶淡出
展示：
整套仪器（去年教材上的装置）
教师：
事物的发展总是与时俱进的，我们改进出来的这套装置是上一版教材上的成套装置，今年二期课改的教材进行了新的修订，这套装置也有一些小小的改进
展示：
今年教材上的装置
请同学们对比，哪些地方进行了改进，改进的目的是什么？
学生回答：
1、A瓶上的加料口，目的是为了加料方便
2、B瓶上的测温探头，有效控制实验时的温度，因为1mol气体的体积与温度压强有关。
过渡：
通过刚才的讨论和探究我们解决了实验装置的问题，一起总结下：
板书：
二、实验装置
制气————————量气
排液量液
气体发生器储液瓶液体量瓶
A瓶B瓶C瓶
转折：
有了原理，有了装置，接下来就要考虑实验的步骤了。
教材上给出了一套很详细的步骤，请同学们先阅读49页，然后将有疑问的地方大胆地提出来。
第三部分：
实验步骤的讨论
板书：
三、实验步骤
展示：
实验步骤：
（教材第49页）
1、装配好实验仪器，作气密性检查。
2、擦去镁带氧化膜，称量0.100~0.110克镁带，记录数据。
3、从A瓶加料口加入约20mL水（目的是降低反应时硫酸的浓度），再加镁带至A瓶底部，塞紧胶塞。
4、用注射器从加料口抽气，使B瓶中导管内外液面相平，注射器拔出时注意捏住针头拔出。
5、用注射器吸取10mL3mol/L的硫酸，注入A瓶，注入后迅速拔出针头。
观察现象，记录温度。
6、当镁带反应完后，读出C中液体体积，计数估计至0.2~0.3mL，记录于表格。
7、用注射器在加料口抽气，使B中导管内外液面相平，记录抽出气体的体积。
8、计算相应的氢气的体积。
9、重复操作进行第二次实验（将C瓶品红倒入B瓶，倒去A瓶反应液，洗净后使用）
10、计算两次实验的平均值，计算实验误差
引导：
定量实验对思维的科学性和严密性有着较高的要求，这是本单元的第一个定量实验，对于初学者来说有难度是必然的，但同学们不要怕，有疑问尽管大胆地提出来，若提出的问题能被其他同学直接解决，就直接解决，若不能直接解决，我就先把它记下来，然后我们一起讨论解决。
学生可能的问题及解决
问题1：
为什么镁带的质量称0.100~0.110克？
这个结果是怎么计算出来的？
A、录像：
（1、镁太少，液体不能上升至刻度处；2、镁太多，液体溢出液体量瓶；）
B、镁带的量程是如何估算出来的？
例：
液体量瓶的读数为110mL–130mL，如果取稀硫酸溶液10mL，且过量。
假设标况下，估算金属镁的质量应控制在什么范围内？
（估算）
（1）液体量瓶最大读数130mL，氢气体积130-10=120mL,消耗镁的质量
（120/22400）×24=0.129g
（2）液体量瓶最小读数110mL，氢气体积110-10=100mL,消耗镁的质量
（100/22400）×24=0.107g
镁的质量控制在0.107—0.129g之间（若没有减去硫酸体积，则结果为0.118g--0.139g）。
为什么估算出的镁带的质量不是0.100~0.110克？
综合考虑温度和压强对气体体积的影响，所以镁的质量控制在0.100—0.110g之间。
问题2：
为什么要取10mL3mol/L的硫酸？
若取镁带0.12克，只需硫酸0.005mol，但为什么加的硫酸为0.03mol，为什么硫酸的量要远远大于镁带的量？
在这个问题解决之前请同学们先解决这么一个问题，根据转化思想，气体的物质的量不便于直接测定，可以转化为固体或液的量，本实验中为什么转化为镁带的质量而不是转化硫酸的量呢？
问题3：
为什么要两次针筒抽气？
两次抽出的气体的体积都需要记录吗？
本次实验一共几次用到针筒？
为什么V（H2）=V液—V硫酸+V抽
在学生做实验的过程中，我特意截了两副图出来，同学们看能发现什么问题？
图片均略去
反应前反应后
第一次抽气第二次抽气
教师：
我们测的是什么压强下的气体摩尔体积呢？
当前大气压，所以进入实验室后，应先记录当前大气压，
引导：
要想保证氢气体积测量正确，则需保证反应前后内外的压强相等，所以两次抽气的目的是为了保证压强为当前大气压。
反应前的压强差如何处理？
反应前针筒抽气，使导管内外液面相平。
反应后的压强如何处理？
针筒内抽出的体积是谁的体积？
反应后，导管内的液体也是氢气排出的，
板书修订：
VH2=V液—V硫酸+V抽
问题4：
为什么要加20mL水？
为什么要降低硫酸的浓度，能不能直接加稀硫酸？
为了使温度的变化尽可能地小。
问题5：
为什么要分半估计，如何估计？
问题6：
为什么C瓶中加的不是水而是品红
液面变化更明显，便于观察
问题7：
如何进行气密性检查
塞上胶塞，B中导管内液面会有所上升，上升的液柱1分钟内不下降，可以确认气密性良好。
问题8：
为什么是先加镁带，后加硫酸
问题9：
为什么捏出针头拔出？
为什么要迅速拔出针头？
问题10：
理论值怎么算？
第四部分：
小结
小结：
本节课我们讨论解决了1mol气体体积测定的两个重要环节——实验装置和实验步骤，相信同学们对定量实验的特点有了更进一步的认识，请同学们下去后在认真复习的基础上写出完整的实验方案，下节课我们一起走进实验室，去亲自体会定量实验的艰辛和严密。
板书：
气体摩尔体积的测定
一、实验原理
1mol1mol
Vm=
=
=
二、实验装置
制气————————量气
排液量液
气体发生器储液瓶液体量瓶
A瓶B瓶C瓶
三、实验步骤
问题①怎样做气密性检查？
问题②为什么镁带称0.100~0.110克？
这个范围是如何估算出来的？
问题③为什么要两次抽气？
问题④为什么加20ml水，能不能直接加稀硫酸？
问题⑤为什么硫酸的量要远远大于镁带的量？
八、训练与评价
1、气体摩尔体积测定装置由、、三部分组成，装置中储放的液体常采用，目的是。
2、在测定1mol气体体积的实验中，液体量瓶的读数是不是氢气的体积数？
如果不是，还需做怎样的处理？
3、请你说出气体摩尔体积测定实验中注射器使用的次数及作用。
4、若用上述装置测室温下1mol二氧化碳的体积，应做如何的改进？
5、通过预习写出完整的实验方案，为下节实验课做准备
教学反思：
本节课是1mol气体体积测定的第2课时，主要教学内容是引导学生在理解实验原理的基础上，学会从定量实验的特点及思维方法出发对实验装置进行设计、评价与改进，理解相应实验步骤的设计原理。
学习中通过学生的讨论、探究和自主学习，体验思维的发散性和创造性，使其在真切体验定量实验艰辛而又严谨的魅力的基础上，掌握定量实验设计的一般思路，提高分析问题解决问题的能力。
课上完了，回忆整个过程，掩卷深思，将一些想法浅述如下：
1、教学设计的指导思想
在高中化学教学中，化学定量实验内容占据一定比重，其教学功能不仅仅在于能够培养学生的观察能力和动手能力，更重要的是能够深化学生对事物变化中的量的关系的认识，理解化学变化的本质。
本节课是气体摩尔体积测定的第二课时，也是重点和难点所在，课的设计之初我的出发点是这个实验是研究定量实验的一个载体，我们不能把落脚点仅仅定位在使学生能学会1摩尔气体体积测定的原理、装置、操作步骤、数据处理、误差分析等知识与方法，学会实验设计的一般思路，更重要的是这个课上完以后，能给学生留下一些难以忘怀的感受和体验，那就是感悟定量实验中常用的科学思想与科学方法，经历实验设计能力和创造性思维能力训练过程，体验学习、设计、创作的快乐，逐步形成创新的习惯和能力。
教是为了不教，这一点作为教师任何时候都不能忘记。
2、教学的组织形式
不同的教学组织形式对学生学习兴趣和学习效果的影响是明显不同的，反思前后两次不同的教学组织及效果，这点我深有体会。
第一次上这堂课时，我的设想是分析完了实验的原理和装置，就让学生尝试写出实验的步骤，这次他们的步骤应该是非常粗浅，缺乏严密性的，这时以其中一份为载体让全体学生评价，师生对步骤中的重要环节进行讨论，完了以后第二次让学生写实验步骤，两次实验步骤的书写正是体验学生思维的发展由不完善到完善，由不科学到科学，符合二期课改的理念，体现了学生的发展。
设想是美好的，但实施的时候却发现忽略了一个重要的问题，那就是学生已有的知识基础，学生头脑中定量实验的思想几乎是零，而这个实验又是本单元的第一个定量实验，书写步骤时学生基本上很难下手，要么特别粗浅，要么翻着教材看课本上的描述，气氛很沉闷，我猛然醒悟，为什么动不动就要让学生设计呢？
实验步骤教材上已经非常详细为什么不让他们直接研究呢？
所以另一班级上课时我大胆将教案做了修改，先让学生阅读教材上的实验步骤，然后将自己的疑问提出来，提出的问题学生能解决的合作解决，不能解决的教师参与引导，结果这次课堂气氛非常活跃，学生提出了很多问题，虽然有些问题在老师看来不成问题，如注射器拔出时为什么要捏住针头拔出？
B瓶中为什么装的是品红溶液等，但看得出学生的思维真正地动了起来，这样的课堂开放度增大了，课堂教学的内涵被扩展了，真正实现了师生互动。
一点小小的改动，活化了教材，“唤醒”学生的自主性，使课堂由死水变成了活水，学生兴趣得到了激发，能力得到了深化。
看来一堂好课要不断推敲，是磨出来的。
3、反思教学过程中学生的发展
本节课中，学生有着多重的学习方式：
1）课的开始从学生的作业入手，这样可以让学生利用课外时间充分思考，体现“先学后教，以学定教”的思想。
又能从学生的实际出发，注重学生的学习水平，做到教与学的无缝衔接。
同时通过展示学生的装置，让学生既感受到老师对他的重视，又能认识到自己的不足，激发创新意识与能力。
2）、本节课中实验装置部分的教学，主要是在教师的引导下让学生尝试进行改进，通过多给学生一些思维的空间，使学生在解决问题的过程中，逐步建立起正确的分析和解决问题的逻辑思维方法，增强学生的创新思维和变通能力。
3）、实验步骤的教学主要采用让学生自己发现问题，再通过合作学习找出解决的方案，训练学生不断发现问题→提出问题→解决问题，培养学生的创造性思维和将化学原理演变为实验原理的实践能力，在解决新问题过程中追求不断完善实验设计的目标意识，训练思维的严密性。
这节课的设计目的是让学生担当学习的主角，课堂成为其展示自我的舞台。
从课的效果来看，这个目的基本达到。
但受多种客观因素的影响，学生的活动还不是最热烈，思维还不是最活跃，还有很大的发展空间，以后的教学中应加强对学生非智力因素的开发和深化。
4、教学中教师的角色定位
二期课改对教师提出了更高的要求，教学中教师要有新的角色定位，本节课中应该说教师很好地发挥了以下几个角色的功能：
1）信息源。
2）媒介体；3）学生探究活动的指导者、共同设计者和参与者；4）教学节奏的调控者。
学生思路受阻时教师一个小小的动作（B瓶的塞子，针头等），一个动画的展示，一个录像片段的播放，都能给学生一种顿悟的感觉。
本节课中不少的环节事先都是不确定的，教案跟着学生走，如量筒中所得液体就是氢气的体积吗？
再如：
从定量的角度你觉得这套装置应该做怎样的改进？
实验步骤讨论时学生所提问题开放度更大，这样的课教师面临的挑战很大，但学生的学习效果却非常好。
5、教学中媒体的应用
这堂课媒体的使用是我预设的一个亮点所在。
课件是个flash课件，里面有几个小的动画，还有一个很小的录像片段，应该说课件不是很奢华，但恰到好处，如量筒中所得液体与氢气的关系，用一个动画加以展示学生就很明白；再如镁带为什么取0.100~0.110g，一个录像片段既调节了课堂气氛，又加深了学生的印象，无需任何语言，一切不言自明；最难的是实验中两次用到针筒抽气，学生是很难搞清楚的，而我的课件将实验过程中的两次抽气做个截图，再配上针筒抽气的动画，一切就变得很简单。
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