气体摩尔体积[第二课时]

教学设计示例二

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= Vm

[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n1n2……表示混合物中各组分的物质的量;M1M2……表示混合物中各组分的摩尔质量;V1V2……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,H2He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. BD

[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()-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VH2=体积读数-0.20mL(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(nH2

  (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(pH20,用下式计算氢气的分压(pH2

  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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