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2019-2020年高一化學 第一冊 第三章 物質(zhì)的量 第二節(jié)氣體摩爾體積(第二課時)大綱人教版 ［師］上節(jié)課我們重點學習了氣體摩爾體積的概念及阿伏加德羅定律，請大家根據(jù)所學內(nèi)容做以下練習。 ［投影練習］1.在標準狀況下，2 mol CO2的體積是多少？44.8 L H2的物質(zhì)的量是多少？它們所含的分子數(shù)是否相同？ 2.在標準狀況下，若兩種氣體所占體積不同，其原因是 ( ) A.氣體性質(zhì)不同 B.氣體分子的大小不同 C.氣體分子間平均距離不同 D.氣體的物質(zhì)的量不同 ［學生活動］ ［答案］1. 44.8 L，2 mol，相同。2.D ［師］解決以上問題的依據(jù)實際上就是氣體摩爾體積的概念和阿伏加德羅定律，大家都能很輕松地正確解答。 結(jié)合上節(jié)課所學內(nèi)容，并回憶我們以前學過的物質(zhì)的量與質(zhì)量及粒子個數(shù)的關(guān)系，請大家找出以下各量之間的關(guān)系，并把聯(lián)系它們的中間量用符號標出來。 ［板書］ V N n m ［請一位同學上黑板標出］ ［學生板書］ ［問］NA、Vm、m、ρ分別代表什么？ ［生］NA表示阿伏加德羅常數(shù)；Vm表示氣體摩爾體積；m表示物質(zhì)的摩爾質(zhì)量；ρ代表物質(zhì)的密度。 ［問］此處的Vm約等于22.4 L·mol－1嗎？為什么？ ［生］不等于。22.4 L·mol－1特指標準狀況下氣體的摩爾體積。 ［問］此處的ρ指的是固體、液體還是氣體的密度？ ［生］(一怔)氣體的！ ［師］不但是氣體的密度，而且是一定條件下氣體的密度。如此說來，黑板上所表示的各量之間的關(guān)系還有什么不足之處？ ［生］N、m、V所指物質(zhì)的狀態(tài)范圍不同，其中N、m可指任何狀態(tài)的物質(zhì)，而V僅是對氣體而言。 ［師］很好！為此，我們需在上述關(guān)系中的V后注明“氣體”二字。 ［板書］(氣體) ［師］這也告訴我們，在將來的學習過程中，使用公式和定律時，一定要注意它的使用條件和應用范圍。 ［問］根據(jù)前面所學知識，我們知道氣體在一定條件下的密度ρ可通過它的質(zhì)量m和在該條件下的體積V求得，即ρ=，那么，能否通過氣體的摩爾質(zhì)量m和氣體在一定條件下的氣體摩爾體積Vm來計算其在該條件下的密度呢？請大家思考后回答，并說出為什么？ ［學生思考］ ［學生回答］能！因為氣體在一定條件下的密度與所取氣體體積的多少無關(guān)，當我們?nèi)?摩爾的氣體時，其質(zhì)量m就等于M，它在一定條件下的體積V就等于Vm，由ρ＝可知，它在一定條件下的密度可通過ρ=來進行計算。 ［師］回答得很好！由此我們可推出氣體在標準狀況下的密度可用下式求得： ［板書］ρ標= ［過渡］下面，我們就在熟悉以上各量之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，重點學習有關(guān)氣體摩爾體積的計算。 ［板書］第二節(jié) 氣體摩爾體積(第二課時) 二、有關(guān)氣體摩爾體積的計算 ［投影］1.標準狀況下，2.2 g CO2的體積是多少？ ［師］請大家用規(guī)范的解題格式解答上題。 ［學生活動，請一位同學上黑板解答］ ［學生板書］ 解：n(CO2)==0.05 mol。 因為標況下Vm=22.4 L·mol－1。 V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05 mol×22.4 L·mol－1=1.12 L。 答：在標準狀況下2.2 g CO2的體積為1.12 L。 ［師］大家做得都很好！由我們剛剛總結(jié)出的N、m、V、ρ等量之間的關(guān)系圖，可以很明確地獲悉此題的解題思路：求CO2氣體的體積V，需知道n(CO2)和Vm，Vm在標準狀況下為定值，故此題轉(zhuǎn)化為求n(CO2)，聯(lián)系n(CO2)與題中已知條件m(CO2)的橋梁是m(CO2)，至此，此題便可正確求解。 ［師］請同學們再用正確的解題格式解答下題： ［投影］2.在標準狀況下，測得1.92克某氣體的體積為672 mL。計算此氣體的相對分子質(zhì)量。 ［學生活動，教師巡視，并從學生中挑出有代表性的解題方法讓學生寫于投影膠片上，以備展示］ ［分析］本題已知氣體的質(zhì)量和氣體在標況下的體積，要求的數(shù)值是氣體的相對分子質(zhì)量。由以上各量的關(guān)系圖可以看出，聯(lián)系氣體體積和質(zhì)量的橋梁是氣體的物質(zhì)的量或氣體在標況下的密度，因此，解題時可從此處著手。解答此題的另一個關(guān)鍵是要清楚物質(zhì)的相對分子質(zhì)量與該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上是相等的。故本題只要求出該氣體的摩爾質(zhì)量即可。 ［師］下面是解答本題的兩種解法。請大家注意這兩種解法的思路和步驟。 ［投影展示］解法一： 解：在標準狀況下，該氣體的密度為： ρ標==2.86 g·L－1， 標準狀況下，Vm=22.4 L·mol－1。 則該氣體的摩爾質(zhì)量為： m=ρ標×22.4 L·mol－1=2.86 g·L－1×22.4 L·mol－1=64 g·mol－1， 即該氣體的相對分子質(zhì)量為64。 解法二： 解：標準狀況下，該氣體的物質(zhì)的量為 n==0.03 mol 摩爾質(zhì)量為：M==64 g·mol－1， 即氣體的相對分子質(zhì)量為64。 答：此氣體的相對分子質(zhì)量為64。 ［師］大家課后還可以考慮此題是否有另外的解法。 下面，請大家思考和回答以下問題。 ［投影］已知相對原子質(zhì)量：S:32 Br:80 H:1 現(xiàn)有3.4 g H2S和0.1 mol的HBr氣體。 (1)不同條件下，哪個分子數(shù)較多？ (2)相同條件下，哪個該用較大的容器裝？ (3)不同條件下，哪個質(zhì)量大？大多少？ (4)哪個所含H原子的物質(zhì)的量多？多多少？ (5)其中含S和Br各多少克？ ［學生思考，并回答］ ［解答］3.4 g H2S的物質(zhì)的量為： n(H2S)==0.1 mol。 (1)條件不同時，例如改變壓強或溫度，只能改變氣體的體積，改變不了分子的數(shù)目，因3.4 g H2S和0.1 mol HBr的物質(zhì)的量相同，故兩者所含分子數(shù)相等。 (2)用較大容器裝的氣體的體積應該大，但在相同條件下，物質(zhì)的量相同的氣體體積相同，所以應用一樣的容器裝。 (3)不同條件下，物質(zhì)的聚集狀態(tài)有可能改變，但質(zhì)量不變。m(HBr)=n(HBr)M(HBr)=0.1 mol×81 g·mol－1=8.1 g 比H2S多8.1 g－3.4 g=4.7 g。 (4)0.1 mol H2S中含H原子0.2 mol，而0.1 mol HBr中含H原子為0.1 mol，故H2S所含H原子物質(zhì)的量多，多0.2 mol－0.1 mol=0.1 mol。 (5)0.1 mol H2S：中含S 0.1 mol×32 g·mol－1=3.2 g。 0.1 mol HBr中含Br：0.1mol×80 g·mol－1=8 g。 ［問題探究］在平時的學習中，我們經(jīng)常提到空氣的平均相對分子質(zhì)量為29，而空氣的體積組成為：N2 78%，O2 12%，Ar 0.94%，CO2 0.04%，H2 0.02%，請大家討論如何根據(jù)各成分的體積分數(shù)求得空氣的平均相對分子質(zhì)量。 ［學生活動］討論，分析：對于混合氣體而言，其平均相對分子質(zhì)量在數(shù)值上應該等于混合氣體的平均摩爾質(zhì)量，由M=可知： =M1×n1%＋M2×n2%＋……＋Mini×% 由阿伏加德羅定律可以推知同溫同壓下： 即它們各自的物質(zhì)的量分數(shù)等于其對應的體積分數(shù)，所以有 =M1×V1%＋M2×V2%＋……＋Mi×Vi% 對于空氣而言，其平均摩爾質(zhì)量就應為 =28×78%＋32×21%＋40×0.94%＋44×0.04%＋2×0.02%=28.95≈29。 因此空氣的平均相對分子質(zhì)量為29。 ［師］關(guān)于混合氣體的計算在學習和運用中比較常見，大家應充分利用所學到的各種知識靈活地加以應用。 ［本節(jié)小結(jié)］在進行有關(guān)物質(zhì)的量之間的換算時，必須熟悉各量之間的關(guān)系；對氣體進行計算時，要注意外界條件；對于同一個問題，往往可通過不同的途徑來進行解決。 ［作業(yè)］習題：一；四、2，3 板書設(shè)計 第二節(jié) 氣體摩爾體積(第二課時) 二、有關(guān)氣體摩爾體積的計算 ρ標=， 解：n(CO2)==0.05 mol。 因為標況下Vm=22.4 L·mol－1。 V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05 mol×22.4 L·mol－1=1.12 L。 答：在標準狀況下2.2 g CO2的體積為1.12 L。 教學說明 涉及物質(zhì)的量的計算，概念較多，而概念的清晰與否，直接影響到解題的質(zhì)量，所以，采取邊學邊練習、邊比較的方法可以增強學生掌握知識的牢固程度。 參考練習 1．在標準狀況下，a g氣體X與b g氣體Y的分子數(shù)相同，下列說法正確的是( ) A．標準狀況下，等質(zhì)量的X和Y體積之比為b ：a B．同溫同壓下，氣體X和氣體Y的密度之比為b ：a C．25℃時，1 g氣體X和l g氣體Y的分子數(shù)之比為b ：a D．同物質(zhì)的量的氣體X和氣體Y的質(zhì)量之比為b ：a 答案：AC 2．將1.5 mol H2充入一個材料彈性良好的氣球，氣球膨脹無皺折。將該氣球置于O℃、 101 kPa的環(huán)境下，其體積為________L。 解析：應用公式n=可求出l.5 mol H2在標準狀況下的體積為33.6 L，但由于氣球材料的收縮而使氣球的體積小于33.6 L。 答案：<33.6 3．某常見氣體在標準狀況下的密度為1.25 g·L－1，請?zhí)羁眨? (1)該氣體的相對分子質(zhì)量為_________。 (2)若氣體的分子式為A2型．其名稱為___________；若該氣體的化學式為AB型，其名稱為_________。 答案：(1)28 (2)氮氣 一氧化碳 4．同溫、同壓下，某氣體對H2的相對密度為22，請?zhí)羁眨? (1)該氣體的摩爾質(zhì)量為_________。 (2)該氣體能使澄清的石灰水變渾濁，該反應的離子方程式為_________。 答案：(1)44 g·mol－1　(2)C02＋Ca2+＋20H－======CaCO3↓+H2O