化學教案－物質的量[第二課時]

第二節  氣體摩爾體積

第二課時

知識目標：

使學生在理解氣體摩爾體積，特別是標準狀況下，氣體摩爾體積的基礎上，掌握有關氣體摩爾體積的計算。

能力目標

�牐犕ㄟ^氣體摩爾體積的概念和有關計算的教學，培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。

�牐犕ㄟ^有關氣體摩爾體積計算的教學，培養學生的計算能力，并了解學科間相關知識的聯系。

情感目標

�牐犕ㄟ^本節的教學，激發學生的學習興趣，培養學生的主動參與意識。

�牐犕ㄟ^教學過程 中的設問，引導學生科學的思維方法。

[板書] 二、有關氣體摩爾體積的計算

[討論] 氣體的體積與氣體的物質的量、氣體的質量和氣體中的粒子數目之間的關系：（由學生回答）

[板書]

1. 依據：和阿伏加德羅定律及其推論

2.類型

（1）標準狀況下氣體的體積與氣體的物質的量、氣體的質量和氣體中的粒子數目之間的關系

[投影] 例題1：在標準狀況下，2.2gCO₂的體積是多少？

[討論] 1.由學生分析已知條件，確定解題思路。

2.學生在黑板上或練習本上演算。

[強調] 1.解題格式要求規范化。

2.計算過程要求帶單位。

[板書]（2）氣體相對分子質量的計算

[投影] 例題2：在標準狀況下，測得1.92g某氣體的體積為672mL。計算此氣體的相對分子質量。

[討論] 分析已知條件首先計算氣體的密度：  = 

然后求出標準狀況下22.4L氣體的質量，即1mol 氣體的質量：M= V_m

[學生解題] 分析討論不同的解法。

[投影] 例題3：填表

[練習]若不是標準狀況下，可以利用阿伏加德羅定律及其推論解題。

         某氣體對氫氣的相對密度為14，求該氣體的相對分子質量。

[分析]由于是同溫同壓，所以式量的比等于密度比。

[板書]（3）混合氣體

[投影] 例題3：已知空氣中氮氣和氧氣的體積比為4 ：1，求空氣的平均相對分子質量。

[分析] 已知混合氣體的組成，求其相對分子質量，應先求出混合氣體的平均摩爾質量。如用n₁、n₂……表示混合物中各組分的物質的量；M₁、M₂……表示混合物中各組分的摩爾質量；V₁、V₂……表示混合物中各組分的體積，則混合氣體的平均摩爾質量可由下面的公式求得：

計算的結果是空氣的平均相對分子質量為29。這一數值要求學生記住，這樣在以后的學習中判斷某氣體的密度比空氣的大還是小，直接把二者的相對分子質量進行比較即可。例如：二氧化碳的式量為44>29，密度比空氣的大。氫氣的式量2<29，密度比空氣的小。CO的式量為28，密度與空氣的接近。

[小結] 氣體摩爾體積概念、公式、單位

標準狀況下氣體摩爾體積為22.4L/mol。

[課堂檢測]

1.在相同的條件下，兩種物質的量相同的氣體必然（     ）

A.體積均為22.4L                       B.具有相同的體積

C.是雙原子分子                          D.具有相同的原子數目

2. 同溫、同壓下，H₂和He兩種氣體單質的，如果質量相同，下列說法錯誤的是（    ）

A.體積比為2 ：1                        B.原子個數之比為2 ：1

C.密度之比為1 ：2                    D.質子數之比為1 ：1

參考答案：1. B   2. B、D

[作業 ] 質量監測有關習題

板書設計 ：         

  二、有關氣體摩爾體積的計算

1. 依據：     和阿伏加德羅定律及其推論

2.類型

（1）標準狀況下氣體的體積與氣體的物質的量、氣體的質量和氣體中的粒子數目之間的關系

（2）氣體相對分子質量的計算

（3）混合氣體

探究活動

摩爾氣體常數的測定

定義1 摩理想氣體在標準狀況下的P₀V₀/T₀值，叫做摩爾體積常數，簡稱氣體常數。符號 R

R=(8.314510 0.000070)J/(mol••••K)。它的計算式是

原理 用已知質量的鎂條跟過量的酸反應產生氫氣。把這氫氣的體積、實驗時的溫度和壓強代入理想氣體狀態方程（PV=nRT）中，就能算出摩爾氣體常數R的值。氫氣中混有水蒸氣，根據分壓定律可求得氫氣的分壓（p_(H2)=p_(總)-p_(H2O)）,不同溫度下的p_(H2O)值可以查表得到。

操作 （1）精確測量鎂條的質量

方法一：用分析天平稱取一段質量約10mg的表面被打亮的鎂條（精確到1mg）。

方法二：取10cm長的鎂帶，稱出質量（精確到0.1g）。剪成長10mm的小段（一般10mm質量不超過10mg），再根據所稱鎂帶質量求得每10mm鎂條的質量。

把精確測得質量的鎂條用細線系住。

（2）取一只10 mL小量筒，配一單孔塞，孔內插入很短一小段細玻管。在量筒里加入2~3mL6mol/L硫酸，然后十分仔細地向筒內緩慢加入純水，沾在量筒壁上的酸液洗下，使下層為酸，上層為水，盡量不混合，保證加滿水時上面20~30mm的水是中性的。

（3）把系有細線的鎂條浸如量筒上層的水里，塞上帶有玻璃管的橡皮塞，使塞子壓住細繩，不讓鎂條下沉，量筒口的水經導管口外溢。這時量筒中和玻璃導管內不應留有氣泡空隙。

（4）用手指按住溢滿水的玻璃導管口，倒轉量筒，使玻璃導管口浸沒在燒杯里的水中，放開手指。這時酸液因密度大而下降，接觸到鎂帶而發生反應，生成的氫氣全部倒扣在量筒內，量筒內的液體通過玻璃導管慢慢被擠到燒杯中。

（5）鎂條反應完后再靜置3~5分鐘，使量筒內的溫度冷卻到室溫，扶直量筒，使量筒內水面跟燒杯的液面相平（使內、外壓強相同），讀出量筒內氣體的體積數。由于氣體的體積是倒置在量筒之中，實際體積要比讀數體積小約0.2mL，所以量筒內實際的氫氣體積V_H2=體積讀數－0.20mL(用10mL的量筒量取)

（6）記錄實驗時室內溫度（t℃）和氣壓表的讀數（p_大氣）。

計算 （1）根據化學方程式和鎂條的質量算出生成氫氣的物質的量（n_H2）

(2) 按下列步驟計算氫氣在標準狀況下的體積。

查表得到室溫下水的飽和蒸氣壓（p_H20）,用下式計算氫氣的分壓（p_H2）

根據下式    

把  , T₁=273+t, p₀=100Kpa, T₀=273K代入上式，得到標準狀況下氫氣的體積是

因此，摩爾體積常數（R）是