1、资源信息表资源信息表 标标 题：题： 测定测定 1mol1mol 气体的体积的方法气体的体积的方法 关键词：关键词： 测定 1mol 气体 体积 方法 描述：描述： 教学设计着重于学生自己对实验的设计、改进、 完善。通过测定 1 摩尔气体体积的实验方案讨论与 设计，了解定量实验设计的关键，概括出定量实验 的基本原理与一般方法，掌握从具体到抽象的思维 方法，以及间接测定的方法，体验定量测定中转化 的思想方法对人类科学活动的影响与作用，初步形 成严谨的科学态度和习惯。 学科：学科： 化学高中二年级第一学期使用本上科版第十章 第一节第一课时 作者：作者： 姚秋平 单单 位：位： 上海市徐汇区教师进修
2、 学院 地址：地址： 上海市中山南二路 800 号 Email:Email: qiupingyao 第十章说明 本章主要介绍了三个定量实验的原理、装置、操作步骤、数据处理、误差分 析等知识与方法。这些内容是高中化学教学的重点，是帮助学生形成化学定量测 定科学方法、 态度、 技能的重要载体。 定量实验的原理与方法是本章教学的重点， 误差分析是本章教学的难点。 本章教材内容是在学生学习了物质的量、气体摩尔体积、物质的两浓度，电 解质溶液，卤素、氮硫、金属等化合物知识，掌握了一些探究物质性质与变化的 常见方法的基础上，引导学生学习定量测定实验的基本方法，为今后深入学习化 学知识以及认识现代化工生产中
3、，定量测定的应用做准备。 通过本章的学习，帮助学生体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验的 原理与方法，形成严谨思维品质和科学素养。通过测定 1 摩尔气体体积、结晶水 含量测定、中和滴定三个原理和方法的学习，以及实验方案讨论与设计，掌握相 关仪器的使用方法与操作技能， 了解定量实验设计的关键， 理解间接测定的方法， 掌握定量实验的基本原理与一般方法，以及从具体到抽象的思维方法；体验定量 测定中转化的思想方法对人类科学活动的影响与作用， 初步形成严谨的科学态度 和习惯，以及环境保护意识；感悟实事求是、严肃认真、一丝不苟的科学态度对 个人和社会发展的重要作用。 101 测定 1mol 气体的体积
4、（共 3+1 课时） 第 1 课时 测定 1mol 气体体积的方法 设计思想 测定 1 摩尔气体体积的定量实验是教材的重点， 也是学生学习的难点。 它是帮助学生体 会定性实验与定量实验区别， 认识定量实验设计的方法， 形成严谨思维品质和科学素养的重 要载体。教学设计着重于学生自己对实验的设计、改进、完善。通过测定 1 摩尔气体体积的 实验方案讨论与设计，了解定量实验设计的关键，概括出定量实验的基本原理与一般方法， 掌握从具体到抽象的思维方法， 以及间接测定的方法， 体验定量测定中转化的思想方法对人 类科学活动的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯。 一教学目标 1知识与技能 （1）气体摩尔
5、体积与温度和压强的关系（B） 。 （2）定性实验与定量实验的区别，定量实验中的直接测量与间接测量及其相互关系（A）。 （3）测定 1 摩尔气体体积的实验设计技能（B）。 2过程与方法 （1）综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，明白实验原理。 （2）通过测定 1 摩尔气体体积的实验设计，认识定量测定中转化的思想方法。 （3）初步学会间接测定的方法，提高分析、转化、归纳、总结的能力。 3情感态度与价值观 通过测定 1 摩尔气体体积的实验设计， 体验定量测定中转化的思想方法对人类科学活动 的影响与作用，初步形成严谨的科学态度和习惯。 二教学重点和难点 1教学重点 定量实验中直接测量与间接测量及相
6、互关系 2教学难点 探究设计测定 1 摩尔气体体积的实验方案 三教学用品 药品： Mg、稀 H2SO4 、H2O 仪器： 媒体： 电脑、投影仪 四教学流程 1流程图 2流程图说明 引入：本章我们将学习几种定量测定方法。定量测定要求更理性、更科学，结果更精确，对 现代化学的发展与进步有着不可替代的作用。 下面我们首先学习测定 1 摩尔气体体积的 引入 （阐述教 学目的意义） 教师补充讲解 测定原理 师生交流 学生交流 设计实验 师生交流 归 纳 小结 学生讨论 方法。 学生交流：决定物质所占体积大小有那些因素？1mol 不同的固态和液态物质为什么其体积 各不相同？影响气体体积的因素有那些？4计算
7、标准状况下，1mol H2、O2、CO2气体 的体积，并填表。5常温常压时，1 摩尔气体体积比标准状况下的 22.4 升大还是小？ 原因是什么？ 补充讲解：根据物质的体积、密度、质量之间的关系，即：密度=质量 体积。要测定 1mol 气体的体积， 因 1mol 某气体的质量在数值上等于摩尔质量， 如果再知道该气体的密度， 就可以计算出气体的体积。 师生交流： 计算 1 摩尔气体体积需要测定什么数据？如何测定？称量氢气的质量， 操作上有 困难，直接测量氢气的体积比较难。如何间接地计算出氢气的体积，计算出 1 mol（氢 气的体积 实验设计： 请根据以上原理设计用镁与稀硫酸反应制取氢气， 并测出
8、1 摩尔氢气体积的实验 方案。 师生交流： 1 设计定量实验一般从那几个方面考虑？2 本实验目的是什么？应用什么原理？ 需要那些装置？ 学生讨论： 1如何进行实验操作？2如何检查装置的气密性？3称量多少克镁带？为什 么？4为什么冷却到室温后读数？5如何记录与处理数据？如何计算相对误差？ 学生练习： 某研究性学习小组为测定实验室条件下的气体摩尔体积， 称取除去表面氧化膜的 镁带 0.120 g。设计的简易实验装置如下图。请回答问题。 归纳小结：运用 VmM/，通过测定某气体的密度，就可以计算出 1mol 这种气体的摩尔体 积，这是非常重要的定量实验的方法。 五教学案例 1教学过程 教 学 内 容
9、 教师活动 学生活动 说明 复 习 气 体 摩 尔 体 积 的 概 引入 我们已经学习过探究物质及其变化的一 些方法，本章我们将学习几种定量测定方法。定 量测定要求更理性、更科学，结果更精确，对现 代化学的发展与进步有着不可替代的作用。下面 我们首先学习测定 1 摩尔气体体积的方法。 提问 1决定物质所占体积大小有哪些因素？ 倾听。 思考回答： 物质体积的大小取决于构成 这种物质的粒子数目、粒子的大小 和粒子之间的距离这三个因素。 说明定量 测定的作 用与重要 性， 引起学 生的注意。 念 与 计 算 21mol 不同的固态和液态物质为什么其体积各 不相同？ 3影响气体体积的因素有哪些？ 4计
10、算标准状况下，1mol H2、O2、CO2气体的 体积，并填表： 气体 粒子数 1mol 物质 质量(g) 密度（g/ L） 体积 （L） H2 6.021023 2.016 0.0899 O2 6.021023 32.00 1.429 CO2 6.021023 44.01 1.977 5 常温常压时， 1 摩尔气体体积比标准状况下的 22.4 升大还是小？原因是什么？ 讲解 通过复习，我们知道 1mol 任何气体的 体积在同温、同压下是相同的，在标准状况下约 为 22.4 升；而 1mol 气体的质量各不相同。根据 物质的体积、密度、质量之间的关系，即：密度 =质量体积。 因为 1mol 某
11、气体的质量在数值上 等于摩尔质量，如果再知道该气体的密度，就可 以计算出气体的体积。 1mol 不同固态或液态物质所 含基本结构微粒数都相同，构成固 态或液态物质的微粒间的距离都 很小，因而固态或液态物质体积大 小的决定因素是其结构微粒本身 的大小。由于构成不同液态或固态 物质的原子、分子或离子的大小是 不同的，所以它们的体积也就有所 不同。 在气体中，分子之间的距离要 比分子本身的体积大很多倍，分子 可以在较大的空间内运动。当分子 数目相同时，气体体积的大小主要 决定于气体分子之间的距离，而不 是分子本身体积的大小。因为气体 分子之间的距离受温度、压强影响 大，所以气体的体积与温度、压强 等
12、外界条件的关系非常密切。 计算填表： 思考回答： 一定物质的量的气体，当温度升高 时，气体分子之间的距离增大，当 温度降低时，气体分子之间的距离 缩小；当压强增大时，气体分子之 间的距离减小，当压强减小时，气 体分子之间的距离增大。 回忆气体 摩尔体积 知识， 从学 生已经有 的知识经 验出发组 织教学， 激 发学生学 习欲望。 用数据处 理、计算， 归纳的方 法， 复习气 体摩尔体 积的概念， 为实验设 计与分析 铺垫。 提问 计算1摩尔气体体积需要测定什么数据？如何测 定？ 讨论回答： 根据 VmM/，需要测定某气 体的密度，就可以计算出 1mol 这 种气体的摩尔体积。 例如，在标准状况
13、下，氢气的 引导学生 从理性方 面认识事 物客观规 测 定 气 体 摩 尔 体 积 的 方 法 板书 10.1 测定 1mol 气体的体积 一、原理与方法 1原理 VmVM/m 讲述 我们知道，nm/M，VmV/n，推出 Vm VM/m，如果能够称取一定质量的氢气，并测 出它的体积，那么也可以用推出的公式计算出 1mol 氢气的体积。 引导 称量氢气的质量，操作上有困难。 板书 2方法 转化 直接测量 间接测量 （氢气的质量 镁带的质量） 提问直接测量氢气的体积比较难，怎么办？ 板书 （氢气的体积 水的体积） 提问如何间接地计算出氢气的体积？ 板书 计算出 1 mol 氢气的体积： V(排)V
14、(H2SO4) VmM(镁) m(镁) 密度为 0.0899g/L，氢气的摩尔质 量为 2.016g/mol（精确值），所以 1mol 氢气的体积为：Vm 2.0160.089922.42L/mol， 讨论交流： 可称量氢气的质量，测出该质量氢 气的体积。 根据 MgH2SO4MgSO4H2我们 可以计算出一定质量的氢气需要 的镁带，然后称取镁带。 可以测量氢气排出的液体的体积， 间接地计算出氢气的体积。 排出液体的体积要扣除注射进去 的硫酸的体积才等于氢气的体积。 V(排)V(H2SO4) 律， 认识科 学分析、 归 纳的方法。 认识间接 测定的方 法， 体验定 量测定中 转化的思 想方法。
15、 设 计 测 定 气 体 摩 任务驱动 请根据以上原理设计用镁与稀硫酸反应制取氢 气，并测出 1 摩尔氢气体积的实验方案。 提问 1设计定量实验一般从那几个方面考虑？ 2本实验目的是什么？应用什么原理？需要那 些装置？ 板书 3设计测定 1 摩尔气体体积的实验方案 目的原理仪器步骤记录结果结果 分析 目的：测定常温、常压下 1 摩尔氢气体积。 探究讨论： 目的原理仪器步骤记录 结果结果分析 目的：测定常温、常压下 1 摩尔氢 气体积。 原理： V(排)V(H2SO4) 通过定量 实验设计 的讨论、 设 计， 初步形 成概括定 量实验的 基本原理 尔 体 积 的 实 验 方 案 原理： V(排)
16、V(H2SO4) VmM(镁) m(镁) 二、装置 1气体发生装置 2气体收集装置 3量体积装置 提问 1如何进行实验操作？ 2如何检查装置的气密性？ 3如何记录与处理数据？ 板书 三、操作步骤 1记录实验时室内温度和压强； 2连接好气体摩尔体积测定装置，并检查装置 的气密性； 3精确测量镁条的质量 4加入 10mL2mol/L 硫酸 5镁条反应完后再静置 35 分钟，使容器内的 温度冷却到室温 6读出液体量瓶内气体的体积数 7再做一次 8计算 讲解 根据处理数据，两次实验取平均值，这 样做更准确。 提问 如何计算相对误差？ 板书 9误差分析 练习 VmM(镁) m(镁) 装置： 1制取氢气的
17、装置 2收集氢气装置 3排水量氢气体积的装置 实验操作步骤： 连接装置，检查装置的气密性（用 手握住气体发生器下部，观察到储 液瓶的导管内液柱上升，说明气密 性良好）。 用砂纸擦去镁带表面氧化膜，称量 一定质量（0.0900.108 g）的镁 带。 讨论交流： 与一般方 法。 知道定量 实验中误 差分析的 意义。 小结 在标准状况（0，101kPa）下，1mol 任何 气体所占体积都约是 22.4L，这就是气体的摩尔 体积，即 Vm22.4L/mol。而且温度升高，Vm会 变大，在 25时，Vm24.5L/mol，在 60时， Vm27.34L/mol。运用 VmM/，通过测定某气 体的密度，
18、就可以计算出 1mol 这种气体的摩尔 体积，这是非常重要的定量实验的方法。下一节 课， 我们将重点讨论测定 1 摩尔气体体积的实验 装置。 某研究性学习小组为测定实验室 条件下的气体摩尔体积，称取除去 表面氧化膜的镁带 0.120 g。设计 的简易实验装置如下图。请回答： 用文字表述检查该装置气密性 的操作与观察方 法： 。 本实验中应选用 （填序 号）的量筒。 A、100 mL B、200 mL C、500 mL 若水蒸气的影响忽略不计，在 实验室条件下，气体摩尔体积的计 算式为： Vm 。 2主要板书 101 测定 1mol 气体的体积 一、原理和方法 1原理 VmVM/m 2方法 转化
19、 直接测量 间接测量 （氢气的质量 镁带的质量） （氢气的体积 水的体积） 计算 1 mol 氢气的体积： 3设计测定 1 摩尔气体体积的实验方案 目的原理仪器步骤记录结果结果分析 目的： 原理： 二装置： 1气体发生装置 2气体收集装置 3量体积装置 三实验步骤： 1记录实验时室内温度和压强； 2连接好气体摩尔体积测定装置，并检查装置的气密性； 3精确测量镁条的质量 4加入 10mL2mol/L 硫酸 5镁条反应完后再静置 35 分钟，使容器内的温度冷却到室温 6读出液体量瓶内气体的体积数 7再做一次 8计算 9误差分析 3相关连接 1 2 六教学反思 通过测定 1 摩尔气体体积的实验方案设计， 学生从量的方面加深对物质的性质和变化规 律的理解；体会定性实验与定量实验区别，认识定量实验设计的方法，了解定量实验设计的 关键，学习了间接测定的方法，以及从具体到抽象的思维方法。 因为学生对气体摩尔体积的学习时间比较长， 因此要复习气体摩尔体积的概念， 为实验 设计做铺垫。由于本节课重点是原理讨论与方案设计，学生实验操作方法动手机会比较少， 因此， 教学中要着重调动学生的思维积极性， 加强小组讨论的指导， 引导学生积极参与讨论、 交流与倾听同学发言。
