第二节 化学计量在实验中的应用（3）

2015-10-14 21:43:20   来源：   撰稿：董啸   摄影摄像：    ;  评论：0 点击：

第二节   化学计量在实验中的应用（3）

1. 什么叫摩尔质量？ 

2.么叫阿伏加德罗常数？

3.质量、体积和密度的关系是什么？

 [引入新课] 在初中物理中我们学习了利用质量和体积来描述物质，上节课我们又学习了物质的量与物质的质量之间的关系，那么物质的量与物质的体积之间的关系又如何呢？让我们一起来探索和发现其中的奥秘吧。

【板书】二、气体摩尔体积

 [过渡] 我们都知道，物质的状态和体积的关系非常密切，所以我们首先来比较以下不同状态下的物质的体积。

【探索与发现】1、固体、液体和气体的体积比较

①1mol固态物质的体积比较：

计算出常温常压下1molFe、Al、Pb的体积，填表并比较体积大小是否相等。

引导学生，分析探究，得出结论。

结论1：在外界条件和粒子数目相同的情况下，固态物质的体积各不相同。

②1mol液态物质的体积比较：

计算出常温常压下1molH₂O、H₂SO₄的体积，填表并比较体积大小是否相等。

引导学生，分析探究，得出结论。

结论2：在外界条件和粒子数相同的情况下，液态物质的体积各不相同。

③1mol气态物质的体积比较：

计算出标准状况下（0℃、101kPa）1mol H₂、O₂、CO₂、N₂气体的体积，并填表（启发学生分析研究所得的数据，发现其中的规律性）：

引导学生，分析探究，得出结论。

结论3：在外界条件和粒子数相同的情况下，气态物质的体积基本相同。

【归纳】 在外界条件相同、粒子数也相同的情况下，固体和液体的体积不同，而气体的体积基本相同。

[过渡]为什么在外界条件相同、粒子数也相同的情况下，固体和液体的体积不同，而气体的体积却基本相同？要解决这个问题我们还得从深层次来探讨，从物质的组成上找原因，让我们继续来探索。

【探索与发现】2、决定物质体积的主要因素

①分别由N个和2N个某分子组成的甲和乙两物质哪个的体积大？说明了物质的体积与什么因素有关？

结论1：体积大小与组成物质的粒子数目的多少有关。

②数目相同、大小不同的两种粒子等距离排列体积是否相同说明了物质的体积与什么因素有关？

结论2：体积大小与组成物质的粒子的大小有关。

③分别由N个某分子组成的不同间距两物质的体积哪个大？说明了物质的体积与什么因素有关？

结论3：体积大小与组成物质的粒子之间的距离有关。

【归纳】决定物质体积的主要因素：①粒子的数目 ；②粒子的大小 ；③粒子的间距。

【科学探究】阅读课本13页科学探究内容，填写表格，思考下面的问题。

[讨论题]为什么在外界条件相同、粒子数也相同的情况下，不同的固体或液体的体积各不同，而气体的体积却基本相同？

 [讲述] 由于在1 mol任何物质中的粒于数目都是相同的，都约是6.02×10²³。因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。

在1 mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是各不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。所以，l mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。

 对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。而不同气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所以1mol任何气体的体积基本相同。

【过渡】从以上的分析我们可以看出，在外界条件相同的条件下，气体的体积有一定的规律。所以，下面我们重点来分析气体的体积。探索以下在外界条件相同的情况下，气体的体积有什么规律？

【探索与发现】3、阿伏伽德罗定律

阿伏伽德罗定律：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的粒子。

【过渡】粒子数目与体积密切相关，而粒子数目与物质的量也是有定量关系的，那么物质的量与气体体积又有什么关系呢？

【探索与发现】4、气体摩尔体积

分析：由前面的分析可以知道，在标准状况时，1摩尔任何气体的体积都约是22.4升。温度越高，体积越大；压强越大，体积越小。若将外界条件进行如下的改变，气体的体积是否还相等？

结论：在外界条件相同的情况下，1摩尔任何气体的体积都相等。

①定义：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。符号：Vm  ， 单位：L/mol 或 L·mol^-1。

理解：在一定条件下，每摩尔气体所占的体积叫做气体摩尔体积。

②在标准状况时的气体摩尔体积：在标准状况（101KPa，0℃）时，1摩尔任何气体的体积都约为22.4 L。所以，在标准状况时，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。适用的条件：标准状况；适用的对象：任何气体

【说明】气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它取决于气体所处的温度和压强。在标准状况下气体摩尔体积为 22.4 L/mol，而在常温常压下气体摩尔体积为24.5 L/mol。

[课堂演练]

在标准状况下，1molCH4的体积是22.4L;

在标准状况下，2 molCH4的体积是44.8L.

在标准状况下，5molCH4的体积是 112L;

在标准状况下，0.5molCH4的体积是11.2L.

③关系式：   V = n×Vm  或   Vm = V/n   

【课堂练习】

1、在标准状况下，9.6gO₂的体积是多少？含有多少个O₂分子？

2、在标准状况下，11g某常见气体的体积是5.6L，请计算该气体的相对分子质量，并确定该气体的分子式。

【知识延伸】阿伏伽德罗定律的推论

①同温同压下，相同体积的任何气体的物质的量都相同。

若V₁=V₂，则n₁=n₂ .

②同温同压下，任何气体的体积之比等于物质的量之比。

③同温同压下，任何气体的密度之比等于摩尔质量之比。

④同温同容下，任何气体的压强之比等于物质的量之比。

⑤气体的摩尔质量等于标况下的密度与标况下的气体摩尔体积之积。

⑥相对密度和平均相对分子质量:   

【学以致用】

1、已知某气体相对于氢气的密度为23，求该气体的相对分子质量。

2、已知某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，求该气体的相对分子质量。

3、请计算空气的平均相对分子质量（假定：空气是由N₂和O₂按照体积比4：1组成）。

4、由CH₄和H₂组成的混合气体，其相对于H₂的密度是5，求原混合气体中CH₄和H₂的体积比。

5、在标准状况时，12.8gCO和CO₂的混合气体，体积为8.96L，请计算混合气体中的CO和CO₂的质量和体积各是多少？

研究性课题

在标准状况时，气体摩尔体积约为22.4 L/mol。那么，在非标准状况时，气体摩尔体积将会有什么不同？

【结束语】 探索是人类社会发展的永恒的主题，人类只有不断的探索才会有发展。让我们在探索中不断的成长，不断提高，不断进步吧！

[布置作业]

1．阅读课本相关内容，完成研究性课题。

2、分别计算，在标准状况下以下几种物质的质量、体积和分子个数。

（1）1.5 mol H₂      （2）0.5 mol O₂    （3）2 mol Cl₂   （4）0.25 mol CO₂

板书设计：       第一节  化学计量在实验中的作用

二、气体摩尔体积

1、决定物质体积的主要因素：①粒子的数目 ；②粒子的大小 ；③粒子的间距。

2、阿伏伽德罗定律：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的粒子。

3、气体摩尔体积

①定义：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。符号：Vm              

②关系式： V = n×Vm   单位：L/mol 或 L·mol^-1

[教后记]