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第二节化学计量在实验中的应用—气体摩尔体积
【内容与解析】
本节课要学的内容影响物质体积的因素和气体摩尔体积的概念。指的是物质体积的取决于粒子数目、粒子大小和粒子之间的间距,并引入单位物质的量的气体所占有的体积即摩尔体积的概念。其核心是通过对影响物质体积的因素尤其是气体体积的因素的理解从抽象思维理解阿伏伽德罗定律和气体摩尔体积,理解它关键就是要要理解气体的体积是受温度、压强的影响的,温度越高,体积越大,压强越低,体积越小,当温度和压强相同时,粒子间的间距一定,相同数目的粒子所占体积相同。学生在初中物理已经学过气体体积和温度、压强之间的关系,在前一课时中已学了物质的量,,本节课的内容气体摩尔体积就是在此基础上的发展。由于它气体摩尔体积贯穿整个化学学科,所以在本学科有着关键性的作用,并有联系气体微观粒子和宏观物理量的作用,是本学科化学实验计算部分的核心内容。教学的重点是气体摩尔体积的概念及相关计算,解决重点的关键是要了解气体体积的影响因素以及气体摩尔体积通过物质的量与物质的质量、微粒粒子数建立起来的联系。
【教学目标与解析】
1.教学目标
(1)了解气体、液体和固体体积的影响因素,
(2)了解气体摩尔体积的概念;
(3)掌握气体摩尔体积与物质的量的关系,以及与相关物理量的转换。
2.目标解析
(1)了解气体、液体、固体体积的影响因素;理解阿伏伽德罗定律,就是指要了解决定气体、液体、固体体积的大小的因素分别有粒子数目、粒子大小和粒子间的距离,了解在一定温度和压强下,粒子数目相同的气体具有相同的体积。
(2)了解气体摩尔体积的概念;就是指要了解气体摩尔体积不是一个固定值,了解Vm的影响因素,概念、单位及计算公式。
(3)掌握气体摩尔体积与物质的量的关系,以及与相关物理量的转换。就是指要能应用气体摩尔体积、物质的量、摩尔质量等这些关系进行有关计算。
【问题诊断分析】
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是忽视气体摩尔体积仅限于气体相关的计算,同时认为气体摩尔体积总是22.4L/mol,产生这一问题的原因是易混淆和不理解决定气体体积的因素和决定固体与液体体积的因素有区别,1mol的气体体积取决于粒子间距,而1mol固体或液体体积这个因素是可以忽略的,而气体粒子间距受温度和压强的影响发生改变,体积随之改变,气体摩尔体积也就会发生变化。要解决这一问题就要了解温度和压强两个因素和气体体积大小的关系,其中关键是从学生实际出发,采用贴近学生生活的实例来讲解温度和压强对气体体积的影响。
【教学支持条件分析】
在本节课气体摩尔体积的教学中,准备使用多媒体教学。因为使用多媒体,有利于使用相关图片和数据比较讲解影响物质体积的因素,以及温度和压强对气体体积的关系,使学生更容易理解。
【教学过程】
问题1:通过前一节的学习,我们将宏观质量与微观粒子联系在一起。那么,物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢?
设计意图:培养学生独立思考的能力。
(83—85)根据n=N/NA=m/M和m=ρV推导出N/NAM=ρV
师生活动:
问题2:观察和分析上述表格,你发现1mol固、液、气态物质的体积有什么特点?
设计意图:培养学生的观察和归纳能力。
师生活动:(1)1mol不同的固态或液态物质的体积不同。
(2)在相同状态下1mol气体的体积基本相同。
(3)1mol气体的体积比1mol不同的固态或液态物质的体积大得多。
(4)气体体积的计算给出了一定的条件。
问题3:为什么有上述规律?请你推测,决定固、液、气物质的体积的因素可能有哪些?
设计意图:培养学生的分析推理能力。
师生活动:决定物质体积大小有三个因素:①粒子数目②粒子大小③粒子间距。
例如:通常情况下1mol水体积约为18mL,加热至沸腾1molH2O(g)体积约为3.06×104mL,扩大约1700倍,在这个过程中粒子数目和粒子大小相同,只有粒子之间的间距变大了,所以体积也变大了。
对于气体,只要温度、压强相同,气体分子间的平均距离就相同,所以具有相同数目粒子或相同物质的量的任何气体一定具有相同的体积。在标准状况下1mol任何气体的体积都是22.4L。
问题4:什么是气体摩尔体积?
设计意图:概念的形成。
师生活动:定义:单位物质的量的气体所占的体积较气体摩尔体积。符号:Vm。
表达式:Vm=V/n(V为一定温度和压强下气体的体积,n为气体的物质的量)
单位:L/mol标准状况下,1mol任何气体的气体摩尔体积约为22.4L/mol
问题5:气体摩尔体积一定是22.4L/mol吗?
设计意图:了解Vm不是一个定值。
师生活动:根据表达式Vm=V/n可知,Vm受体积V的变化影响,而对于1mol任何气体来说,决定体积大小的主要因素是粒子间距,而温度和压强的改变粒子间距也会发生改变,所以只有在相同条件下,Vm才是一个定值,并且任何气体的Vm都相等,标况下Vm约为22.4L/mol。标准状况下的气体摩尔体积为22.4L。
问题6:对于气体,物质的量、粒子个数、质量、气体摩尔体积之间有什么联系?
设计意图:巩固概念,建立物理量之间的联系。
师生活动:n=N/NA=m/M=V/Vm
【课堂小结】
1、决定物质体积大小的因素;阿伏伽德罗定律
2、气体摩尔体积的概念。
3、气体摩尔体积和物质的量之间的关系。
【目标检测】
1、物质的量相同的两种气体,在相同条件下,它们必然()
A.具有相同数目的原子B.都占22.4L
C.具有相同数目的分子D.具有相同的摩尔质量
2、下列说法正确的是()
A.2gH2的体积为22.4LB.11.2LO2的质量为16g
C.标准状况下,22.4LH2O含6.02×1023个分子
D.22gCO2与标准状况下11.2L的HCl含有相同数目的分子
3、标准状况下,下列物质所占体积最大的是()
A.98gH2SO4B.6.02×1023个CO2C.44.8LHClD.6gH2
【配餐作业】
A组
1、同温同压下,两种气体的体积如果不同其主要原因是()
A.气体的分子大小不同B.气体分子间的平均距离不同
C.气体的物质的量不同D.气体的性质不同
2、下列叙述正确的是()
A.一定温度压强下,气体体积由其分子的大小决定
B.一定温度压强下,气体体积由其物质的量的多少决定
C.气体摩尔体积是指1mol气体所占有的体积为22.4L
D.不同的气体,若体积不等,则它们所含的分子数一定不等
3、NA表示阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.在常温常压下,11.2L氯气含有的分子数为0.5NA
B.在常温常压下,1mol氦气含有的原子数为2NA
C.32g氧气所含原子数目为2NA
D.在同温同压下,相同体积的任何气体单质所含的原子数目相同
B组
1、在23g某气体中含有3.01×1023个分子,则该气体的摩尔质量为()
A.23g/molB.60g/molC.46g/molD.92g/mol
2、在体积为V升的密闭容器中通入a摩NO和b摩O2.反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为()
3、如ag某气体中含有的分子数位b,则cg该气体在标准状况下的体积(L)为()
A22.4b/acNAB22.4ab/cNAC22.4ac/bNAD22.4bc/aNA
C组
1、有以下四种物质:①22g二氧化碳②8g氢气③1.02×1024个氮分子④4℃时18mL水。它们所含分子数最多的是,所含原子数最多的是,质量最大的是,所含电子数最多的是。(填序号)
2、标准状况下,112Ml某气体的质量为0.14g,则其摩尔质量为,相对分子质量为。
3、2molO3和3molO2的质量(填相等、不相等或无法判断);分子数之比为
;含氧原子的数目之比为;在相同条件下气体的体积比为。
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物质的量浓度
1、物质的量浓度:
注意:
练习:1.下列说法是否正确?
A、将40gNaOH溶于2L水中配成溶液,其物质的量浓度为0.5mol/L
B、10ml1mol/L的H2SO4溶液比100mL1mol/L的H2SO4溶液的浓度小
2.用5molNaOH配成500mL溶液,其浓度为mol/L,取5mL该溶液,其浓度
为mol/L。
2、有关物质的量浓度的计算
(一)根据定义式计算
【例1】计算配制500mL0.1mol/L的NaOH溶液所需NaOH的质量。
练习:配制100mL稀盐酸里溶有448mL(标况)的HCl,计算溶液的物质的量浓度。
(二)溶液稀释的计算
【例2】要配制500mL0.6mol/L的NaOH溶液,需6mol/L的NaOH溶液多少毫升?
练习:将12molL-1H2SO4200mL稀释为1L,求稀释后溶液的浓度
(三)物质的量浓度与溶质质量分数的换算
设溶液的体积为1L,溶液的质量分数为ω%,密度为ρg/cm3,溶质的摩尔质量为Mg/mol
【例3】98%的密度为1.84g/cm3的浓硫酸,其物质的量浓度为多少?用此浓硫酸配制500mL0.2mol/L的稀硫酸需用浓硫酸多少mL?
(四)混合溶液物质的量浓度的计算
【例4】50mL0.5mol/LBaCl2溶液和100mL0.5mol/LNaCl溶液混合后,求溶液中Cl-的物质的量浓度(设溶液体积变化忽略不计)。
练习:将200mL2molL-1NaOH与300mL,1molL-1NaOH混合加水至1000mL,求混合后的浓度。
(五)有关化学方程式的计算
【例5】中和1L0.5mol/LNaOH溶液,需要多少升的1mol/LH2SO4溶液?
(六)其它
【例6】标准状况下,将448LNH3溶于1L水中,得到密度为0.9g/cm3的氨水。求此氨水的物质的量浓度。
练习:标况下,VLHCl溶于1L水中,形成密度为ρgcm-3的溶液,求该溶液的物质的量浓度。
3、物质的量浓度溶液的配制:
步骤仪器注意事项误差原因及结果
计算实验室欲用180mL1mol/L氢氧化钠溶液,则需称量氢氧化钠固体_______g?⑴有效数字
⑵常见容量瓶规格:
称量
或量取固体⑴天平只能称到g。
⑵左右。
⑶称量腐蚀性药品要用
称量。⑴砝码与药品颠倒,则配制结果浓度将会
⑵若用纸称量氢氧化钠固体,则配制结果浓度将会
液体⑴量筒只能量到mL。
⑵量筒零刻度,且刻度下上。
⑶在量筒中配液或进行化学反应,不能量取
的药品。⑴读数时若仰视刻度线,则配制结果浓度将会
⑵读数时若俯视刻度线,则配制结果浓度将会
⑶洗涤量筒并将洗液倒入所配的溶液中,则配制结果浓度将会
溶解将溶液冷却到。
若未将溶液冷却到室温就移液,则配制结果浓度将会
移液⑴容量瓶用前必需检验是否
。
⑵用引流,玻璃棒要位于⑴若未用玻璃棒引流,则配制结果浓度可能会,⑵配制前容量瓶用水洗涤后未进行干燥处理,则配制结果浓度将会__________
洗涤洗涤烧杯和玻璃棒次,将洗液沿转移到容量瓶中若未洗涤或将洗液倒掉配制结果浓度将会
定容距离刻度线cm处改用滴加,眼睛的视线要与,凹液面的最低点要与。然后将溶液⑴定容时若仰视刻度线,则配制结果浓度将会,若俯视刻度线,则配制结果浓度将会
⑵振荡摇匀后发现液面低于刻度线又加水,则配制结果浓度将会
贮存将配好的溶液转移到贴有标签的
容量瓶只能用于配制的溶液,长期存放溶液
化学计量在实验中的应用
一、物质的量的单位——摩尔
(一)物质的量:表示,符号:
1、2、摩尔:的单位,每摩尔物质含个微粒,符号:
阿伏加德罗常数:约为符号:
注意:⑴物质的量可以计量
⑵摩尔表示物质的量时,应用化学式指明微粒的种类
N(微粒个数)=n=N1/N2=
方程式中:系数比==
3、摩尔质量:定义:
符号:单位:
1mol分子、原子、离子质量以克为单位,数值等于
物质的摩尔质量(等同于或不等同于)其相对分子质量或相对原子质量
m=n=M=
m相同,n与M成(正或反)比
n相同,m与M成(正或反)比
M相同,m与n成(正或反)比
物质的量随堂练习
1.摩尔是()
A.物质的数量单位B.表示物质的质量单位
C.表示物质的量的单位D.既是物质的数量单位又是物质的质量单位
2.物质的量的单位—mol的基准是()
A.6.02×1023这个常数B.0.012kg的碳
C.1mol任何物质所含的微粒数D.0.012kg的碳—12所含有的碳原子数
3.下列叙述错误的是()
A.1mol任何物质都含有约6.02×1023个原子
B.0.012kg12C含有约6.02×1023个碳原子
C.在使用摩尔表示物质的量时,应用化学式指明粒子的种类
D.物质的量是国际单0位制中七个基本物理量之一
4.下列叙述中正确的是()
A.1mol氧B.2mol分子氧C.3mol原子氧D.4molO2
5.0.5molNa2SO4中所含的Na+离子数为()所含的S原子为()mol
A.3.01×1023B.6.02×1023C.0.5D.1
6.0.5molNa2SO4含有molNa+;molSO42;含个O
7.0.1molNH4+中含有个N,含有个H.
8.1molH2SO4可电离出_________molH+,_________molSO42
9.______molCO2中含有的氧原子数与2molH3PO4中的氧原子数相等
摩尔质量随堂练习
1、判断对错
(1)钠的摩尔质量是23g
(2)Na2CO3的摩尔质量是106
(3)O2的摩尔质量是32gmol-1
2、填空:
(1)1molCu质量是克(2)1molO2质量是克
(3)1molCO2质量是克(4)1molCl质量是克
(5)1molNa+质量是克(6)1molNaCl质量克
3、填空
(1)O2的摩尔质量是(2)H2SO4的摩尔质量是
(3)10molH2O的质量是(4)0.1molOH的质量是
综合练习
1、根据定义式计算
例1、求24.5gH3PO4的物质的量
例2、某31g物质含有3.01×1023个分子,求该物质的摩尔质量
例3、与78gNa2O2含有相同氧原子数的CO2的质量是多少?
2、根据化学反应方程式计算
例4、向10.6gNa2CO3中加入足量HCl,可生成气体的物质的量是多少?
例5、2.3gNa投入水中,欲使每100个水分子中含有1个Na+,则需要水的质量是多少?
(已知:钠和水可以发生反应,反应的方程式为:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑)
俗话说,磨刀不误砍柴工。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣,帮助教师缓解教学的压力,提高教学质量。教案的内容具体要怎样写呢?小编特地为大家精心收集和整理了“高一化学教案:《气体摩尔体积》教学设计”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。
高一化学教案:《气体摩尔体积》教学设计
一、理念
1.教学理念——以学定教。
我们学校属于太原市的普通高中,学生的基础知识比较薄弱,理解能力有所欠缺,基于这种情况我采取 “以学生为本”,实施“以学定教”的教学理念,尽量使得每一个学生都有所收获。课堂上,尽量采取学生容易接受的方式,通过多种手段帮助学生构建化学知识体系。
2.学科理念——宏微符三结合。
化学的学科特征要求学生通过对宏观现象及变化的观察,然后用微观的角度去理解这个宏观的现象及变化,并能用符号来描述,在头脑中将“宏微符”三水平有机结合。应用在气体摩尔体积的学习中,一方面要继续使学生加深对“宏观——n——微观”的理解和应用,另一方面要加强化学符号与化学知识的结合,使学生能够灵活应运。
二、教学背景分析
1.教材分析
物质的量是宏观和微观的“桥梁”,前一节宏观的“桥头”是质量,这节课是气体体积,由于受外界条件的影响,所以学生会觉得理解困难。教材的电解水实验教形象地给出体积和物质的量的关系,计算表格可以真实地反映相同粒子数的不同物质的体积大小。对于微观理解,教材上是直接解释,课堂上通过模型和动画帮助学生理解。
2.学情分析
在知识方面:摩尔质量的学习使得学生对物质的量的“桥梁”作用有一定的体会和认识;学生能够用物质的质量、密度来计算物质的体积;对气体分子间距离大,能够压缩,而固、液体不能压缩有所了解。在能力方面:高一的孩子们具有初步的知识迁移能力、分析问题能力;小组交流合作的模式已经初步形成。学生的不足:分析问题的习惯没有养成、方法比较单一、能力很有限;对物质的量、摩尔质量的认识不够深刻,对已经学过的两个公式还不能灵活应用;良好的学习习惯有待继续培养。
三、教学目标
化学课程标准要求:认识摩尔是物质的量的基本单位,能用于进行简单的化学计算,体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。同时基于以上对教材和学情的分析,设计符合自己学生的三维目标如下:
1.知识与技能:①能说出气体摩尔体积的概念;②能从宏观和微观两个方面说出影响气体体积的因素;③能进行气体摩尔体积的简单判断和计算。
2.过程与方法:①通过已有知识的迁移理解气体摩尔体积;②通过制作模型和动画演示理解各因素如何。影响气体体积;③当堂达标检测使学生能学以致用。
3.情感、态度与价值观:①进一步体会物质的量的“桥梁”作用;②培养分析推理能力,形成良好的学习习惯。
四、教学重点和难点
1.教学重点:气体摩尔体积概念的建立;影响气体体积大小的因素。
2.教学难点:影响物质体积的因素在宏观和微观之间的思维转化。
五、教学方法和手段
1.方法:问题导学引导小组内讨论。
2.手段:实验、模型、动画、多媒体等
教师行为
学生行为
设计意图
【板书引入】
【以旧带新问题一】大家根据摩尔质量的知识从理论上试着说出气体摩尔体积的概念、单位和计算公式,小组内讨论交流。并在ppt上给出
摩尔质量的相关知识。
【问题二】评价学生回答,并从气体摩尔体积的“数值”引出新问题。
【师】引导学生对课前计算结果和课上的实验的观察。
【ppt展示】计算和实验的结论。同温同压时,l mol的
气体——体积大,不同气体体积大致相同。
固、液体——体积小,不同物质体积各不相同。
对于气体,同温同压时:物质的量相同时体积也相同。
【问题三】为什么会有以上这样的结果?宏观表象的微观解释是什么?
依据公式“温故”,再一次明确物质的量的桥梁作用,同时考虑另外一个宏观物理量——体积。如何建立V与n
之间的关系呢?
想要“知新一”:什么是气体摩尔体积?依据老师提示展开思考和讨论。
小组代表说出讨论结果,并互相改正、补充。
想要“知新二”:l mol气体的体积是多少?
①观察课前对l mol物质体积的计算结果,能得出什么结论?
②通过课前对电解一定量水得到氢气和氧气的物质的量比,结合课堂上对实验的观察,能得出什么结论。
小组代表说出讨论结果,并互相改正、补充。
想要知新三:为什么在同温同压时,相同物质的量的不同气体,体积却大致不同?
根据学生的实际情况,从已有知识学习,让学生在心理上降低本节课的难度。
通过两种宏观手段得出结论,带领学生解决他们在本节课最关注的问题。
【板书讲解】依据学生总结板书,并做适当讲解。
决定物质体积的因素:
①粒子数目(相同)
②紧密排列时取决于粒子大小(固体和液体)
③离子间距离很大时取决于粒子间距(气体)并及时强调,气体分子间距离取决于外界的温度和压强,所以才会出
现,分子数相同(即物质的量相同)时体积也相同。
【板书】气体摩尔体积
O℃,101kPa(标准状况),l mol任何气体的体积都约为22.4L。即此时,气体摩尔体积Vm=22.4 L。
【师】提示学生从微观粒子角度考虑,并将模型中的小球换成大小不一的,进行展示。
【师】指导学生进行当堂训练。
依据课前各组做的模型和老师展示的动画,小组内总结,从微观粒子角度考虑,决定体积的因素有哪些?
倾听,理解。
形成结论,并依据老师提示考虑,“任何气体”包括混合气体吗?
依据模型理解。
依据本节所学进行达标检测。
利用两种手段进人微观理解,突出微观量变的积累引起宏观的质变。
通过模型中大小不一的小球帮助学生理解相同条件下,不同气体的Vm相同的本
质原因。
以学定教的重要手段就是当堂训练。
决定物质体积的微观因素:①粒子数目(相同)
②粒子大小(紧密排列时,即固、液体)
③粒子间距(间距很大时,即气体)取决于温度和压强
0℃,101 k Pa(标准状况),l mol任何气体(包括混合气体)的体积都约为22.4 L。
即此时,气体摩尔体积Vm=22.4L。
六、课后反思
1.坚持“以学定教”理念,站在学生的角度去设计课堂的每一个环节,帮助他们构建化学知识体系。在这节课上,考虑到学生的实际接受能力,采用计算、实验,模型、动画等手段帮助学生建立宏观和微观之间的联系,并始终强调符号的化学意义,确实在当堂达标检测中体现出良好的效果。2.对于新知识。将大问题分割成层层递进的小问题,降低探究难度,一步步解决,这样,学生对于讨论、探究的目的很明确,容易使他们集中注意力,比如,在讨论第三个问题时,很多学生都热情高涨。3.课堂上要组织学生尽量全部参与讨论,否则会成了个别学生的表演。
我认为“以学定教”中的“学”,不仅要考虑学生现有的知识储备和理解能力,还应该考虑“学生需要学什么”。课堂上我们设计的探究、讨论、实验等一系列活动的最终目的之一是要让学生学会做课标要求的题目,所以要根据课标要求和“以学定教”的理念设计符合自己学生的当堂达标检测。这一点对于学困生来说相当重要,他们会觉得“我原来也能学会,这个也不难”,这样对他们重拾自信,燃起新的希望很关键。总之一切为了学生,为了学生的发展,我们就能在教学的道路上越走越宽。
铁盐和亚铁盐的学案
一、验证实验:氯化铁和氢氧化钠溶液、硫氰化钾溶液反应
1.取少量的氯化铁溶液向其中加入氢氧化钠溶液,现象____________________________
2.取少量的氯化铁溶液向其中加入硫氰化钾溶液,现象__________________________
二、对比实验
1.操作:取一支试管,向其中滴人3滴氯化铁溶液,再向其中加人蒸馏水至试管的l/3,振荡,然后将其倒出一部分至另一支试管,最后向两支试管中分别加入氢氧化钠溶液和硫氰化钾溶液。
2.现象:滴入氢氧化钠溶液后现象____________________________________。
滴人硫氰化钾溶液后现象____________________________________________。
3.从该实验中得到的启发:__________________________________________。
三、探究Fe2+转化成Fe3+的条件
1.理论分析:当加入具有___________性的试剂时,Fe2+可以转化成Fe3+。
2.选取药品:______________________________________________________
药品:氢氧化钠溶液、氯化钾溶液、氯气、过氧化氢溶液、蒸馏水、铁粉、维生素C。
3.设计实验步骤
文章来源:http://m.jab88.com/j/11238.html
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