2024-2025学年新教材高中化学 2.3 第2课时 气体摩尔体积教学实录 新人教版必修第一册

2024-2025学年新教材高中化学2.3第2课时气体摩尔体积教学实录新人教版必修第一册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容2024-2025学年新教材高中化学2.3第2课时气体摩尔体积教学实录新人教版必修第一册。本节课围绕气体摩尔体积展开，重点讲解气体摩尔体积的概念、计算方法以及在化学反应中的应用。通过实际案例，帮助学生掌握气体摩尔体积的计算技巧，提高学生的化学实验和理论计算能力。核心素养目标本节课旨在培养学生的化学科学素养，包括：通过气体摩尔体积的学习，提升学生运用化学原理分析实际问题的能力；加强学生对定量实验数据的理解和处理能力；培养学生的科学探究精神和合作学习意识；以及提高学生运用数学工具解决化学问题的能力。重点难点及解决办法重点：气体摩尔体积的概念理解及其计算方法。

难点：气体摩尔体积在不同条件下的变化规律及其应用。

解决办法与突破策略：

1.通过实验演示和对比分析，帮助学生直观理解气体摩尔体积的概念。

2.设计逐步递进的练习题，引导学生逐步掌握气体摩尔体积的计算方法。

3.结合实际案例，让学生在解决问题的过程中应用气体摩尔体积的知识，提高其实际应用能力。

4.组织小组讨论，鼓励学生合作探究气体摩尔体积在不同条件下的变化规律，培养学生的探究精神和合作能力。

5.通过课后作业和复习，巩固学生对气体摩尔体积的理解和计算技能。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，特别是《新教材高中化学必修第一册》中关于气体摩尔体积的相关章节。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生直观理解气体摩尔体积的概念和计算。

3.实验器材：准备用于演示气体摩尔体积实验的器材，如集气瓶、气球、温度计等，确保实验器材的完整性和安全性。

4.教室布置：布置教室环境，设置分组讨论区，安排实验操作台，以便学生进行小组讨论和实验操作。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对气体摩尔体积的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们，你们知道气体是如何占据空间的吗？为什么在相同条件下，不同气体的体积会有所不同？”

展示一些日常生活中气体的图片，如气球、热气球等，让学生初步感受气体的特性。

简短介绍气体摩尔体积的基本概念和它在化学研究中的重要性，为接下来的学习打下基础。

2.气体摩尔体积基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解气体摩尔体积的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解气体摩尔体积的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍气体摩尔体积的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.气体摩尔体积案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解气体摩尔体积的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的气体摩尔体积案例进行分析，如理想气体状态方程的应用。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解气体摩尔体积的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际化学实验或工业生产的影响，以及如何应用气体摩尔体积的知识解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与气体摩尔体积相关的主题进行深入讨论，如“如何测定气体摩尔体积？”

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对气体摩尔体积的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调气体摩尔体积的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括气体摩尔体积的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调气体摩尔体积在化学研究中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用这一概念。

布置课后作业：让学生通过实验或计算，验证气体摩尔体积在不同条件下的变化规律，并撰写实验报告。知识点梳理1.气体摩尔体积的概念

-气体摩尔体积是指在一定条件下，1摩尔气体所占的体积。

-它是气体物理性质的一个重要参数，通常用于气体的计量和比较。

2.气体摩尔体积的公式

-气体摩尔体积的公式为Vm=V/n，其中Vm为气体摩尔体积，V为气体体积，n为气体的物质的量（摩尔数）。

3.标准状况下的气体摩尔体积

-在标准状况下（0℃，1大气压），任何理想气体的摩尔体积均为22.4L/mol。

4.影响气体摩尔体积的因素

-温度：根据查理定律，气体体积与温度成正比，温度升高，气体体积增大，摩尔体积增大。

-压力：根据波义耳定律，气体体积与压力成反比，压力增大，气体体积减小，摩尔体积减小。

-气体的种类：不同气体的摩尔体积可能不同，这与气体的分子大小和分子间作用力有关。

5.气体摩尔体积的计算

-利用理想气体状态方程PV=nRT，可以计算出在一定温度和压力下气体的摩尔体积。

-需要注意的是，计算时温度和压力必须转换为相同的单位。

6.气体摩尔体积的应用

-气体摩尔体积在化学实验和工业生产中有广泛的应用，如气体的收集、计量、储存等。

-在化学平衡计算中，气体摩尔体积可以用于计算平衡常数和反应物的转化率。

7.气体摩尔体积的实验测定

-通过实验测量一定条件下气体的体积，结合物质的量，可以计算出气体的摩尔体积。

-常用的实验方法包括排水集气法、排空气集气法等。

8.气体摩尔体积与理想气体状态方程的关系

-理想气体状态方程PV=nRT可以推导出气体摩尔体积Vm=RT/P。

-这个关系式表明，在标准状况下，任何理想气体的摩尔体积均为22.4L/mol。

9.气体摩尔体积与实际气体的差异

-实际气体与理想气体存在差异，实际气体的摩尔体积会因分子间作用力和分子大小的影响而略小于理想气体的摩尔体积。

10.气体摩尔体积的误差分析

-在实验测定气体摩尔体积时，可能会受到温度、压力测量误差、气体泄漏等因素的影响。

-了解这些误差来源，有助于提高实验结果的准确性。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课的主要内容，包括气体摩尔体积的定义、计算方法、影响因素及其应用。

2.强调气体摩尔体积在化学实验和工业生产中的重要性，以及在化学平衡计算中的应用。

3.总结气体摩尔体积与理想气体状态方程的关系，以及实际气体与理想气体的差异。

4.鼓励学生在课后继续探索气体摩尔体积的更多应用，并尝试解决实际问题。

当堂检测：

1.选择一个标准状况下的气体，计算其摩尔体积，并说明计算过程。

2.分析以下情况对气体摩尔体积的影响：温度升高、压力增大、气体种类改变。

3.举例说明气体摩尔体积在化学实验中的应用，如气体的收集、计量、储存等。

4.讨论实际气体与理想气体在摩尔体积上的差异，并解释原因。

5.设计一个实验方案，用于测定一定条件下气体的摩尔体积，并简要说明实验步骤和注意事项。

检测答案及解析：

1.标准状况下，1摩尔理想气体的摩尔体积为22.4L/mol。例如，计算1摩尔氧气在标准状况下的摩尔体积：Vm=22.4L/mol。

2.温度升高，气体摩尔体积增大；压力增大，气体摩尔体积减小；气体种类改变，摩尔体积可能不同。

3.气体摩尔体积在化学实验中的应用举例：通过测量气体体积和物质的量，计算气体的摩尔质量；在气体的收集和储存过程中，根据摩尔体积确定气体的体积。

4.实际气体与理想气体在摩尔体积上的差异：实际气体分子间存在相互作用力，导致摩尔体积略小于理想气体；分子大小也会影响摩尔体积。

5.实验方案设计：使用集气瓶、温度计、压力计等器材，将气体在一定条件下收集并测量其体积，然后根据理想气体状态方程计算摩尔体积。实验步骤包括：①准备实验器材；②将气体在一定条件下收集；③测量气体体积、温度和压力；④计算气体摩尔体积。板书设计①气体摩尔体积的概念

-定义：在一定条件下，1摩尔气体所占的体积。

-公式：Vm=V/n

-标准状况下的摩尔体积：22.4L/mol

②影响气体摩尔体积的因素

-温度：查理定律（V∝T）

-压力：波义耳定律（V∝1/P）

-气体种类：分子大小和分子间作用力

③气体摩尔体积的计算

-理想气体状态方程：PV=nRT

-摩尔体积计算公式：Vm=RT/P

④气体摩尔体积的应用

-气体收集与储存

-化学平衡计算

-气体摩尔质量的测定

⑤实际气体与理想气体的差异

-分子间作用力

-分子大小

⑥气体摩尔体积的误差分析

-温度、压力测量误差

-气体泄漏

⑦实验测定气体摩尔体积

-实验器材：集气瓶、温度计、压力计等

-实验步骤：收集气体、测量体积、温度和压力、计算摩尔体积典型例题讲解例题1：

在标准状况下，10.0L氢气的物质的量为多少摩尔？请计算并说明计算过程。

解答：

在标准状况下，1摩尔氢气的摩尔体积为22.4L/mol。因此，10.0L氢气的物质的量n可以通过以下公式计算：

\[n=\frac{V}{V_m}=\frac{10.0\text{L}}{22.4\text{L/mol}}\approx0.446\text{mol}\]

例题2：

一个封闭容器内含有5.0mol的氧气，在保持温度不变的情况下，容器体积从5.0L增加到10.0L，求氧气的压强变化。

解答：

根据波义耳定律，当温度不变时，气体的压强与体积成反比。因此，压强P与体积V的关系为P1V1=P2V2。已知初始状态P1=P，V1=5.0L，最终状态V2=10.0L，可以计算最终压强P2：

\[P2=\frac{P1\cdotV1}{V2}=\frac{P\cdot5.0\text{L}}{10.0\text{L}}=0.5P\]

因此，氧气的压强减小到原来的50%。

例题3：

在一定条件下，5.0L氮气的压强为1.0atm。如果温度保持不变，将氮气的体积压缩到2.5L，求氮气的新压强。

解答：

根据波义耳定律，P1V1=P2V2。已知初始状态P1=1.0atm，V1=5.0L，最终状态V2=2.5L，可以计算新压强P2：

\[P2=\frac{P1\cdotV1}{V2}=\frac{1.0\text{atm}\cdot5.0\text{L}}{2.5\text{L}}=2.0\text{atm}\]

因此，氮气的新压强为2.0atm。

例题4：

在标准状况下，一个理想气体的体积为22.4L，物质的量为2.0mol。如果温度升高到273K，求气体的体积。

解答：

根据理想气体状态方程PV=nRT，在标准状况下（T=273K，P=1atm），气体的体积V1=22.4L。温度升高到273K，压强保持不变，因此体积V2可以通过以下公式计算：

\[V2=\frac{nRT}{P}=\frac{2.0\text{mol}\cdot0.0821\text{L·atm/(mol·K)}\cdot273\text{K}}{1\text{atm}}\approx45.6\text{L}\]

例题5：

在标准状况下，一个气体的摩尔体积为24.5L/mol。如果将这个气体加热到373K，保持压强不变，求气体的体积。

解答：

首先，我们需要知道标准状况下（0℃，1atm）气体的摩尔体积是22.4L/mol。因此，这个气体在标准状况下的压强大于1atm。使用理想气体状态方程PV=nRT，我们可以找到在标准状况下的压强P1：

\[P1=\frac{nRT}{V}=\frac{1\text{mol}\cdot0.0821\text{L·atm/(mol·K)}\cdot273\