第1單元 課時(shí)3

物質(zhì)的聚集狀態(tài)

教學(xué)設(shè)計(jì)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道不同聚集狀態(tài)物質(zhì)的一些特性，根據(jù)物質(zhì)的存在狀態(tài)進(jìn)行分類，知道固、液、氣態(tài)物質(zhì)的一些特性。

2.了解影響氣體體積的主要因素，初步學(xué)會(huì)運(yùn)用氣體摩爾體積等概念進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

3.引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度理解化學(xué)物質(zhì)的存在狀態(tài)，在原有基礎(chǔ)上提升對(duì)化學(xué)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)為后續(xù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打好必要的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)

理解氣體摩爾體積等概念并進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算

三、設(shè)計(jì)思路

    本課時(shí)設(shè)計(jì)先從學(xué)生熟悉的“三態(tài)”這一宏觀特征引入，探究影響物質(zhì)體積的微觀原因，讓學(xué)生體驗(yàn)從宏觀到微觀的研究方法，從而引出“氣體摩爾體積”的概念，通過(guò)一定的討論、辨析，初步理解“氣體摩爾體積”這一重要概念。

四、教學(xué)過(guò)程

[導(dǎo)入]日常生活中接觸到的物質(zhì)豐富多彩，例如自由流動(dòng)的空氣、香氣撲鼻的咖啡、晶瑩剔透的水晶等等。這些物質(zhì)都是由大量原子、分子、離子等微觀粒子聚集在一起構(gòu)成的。

物質(zhì)有哪些常見(jiàn)的聚集狀態(tài)呢？氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。

不同狀態(tài)的物質(zhì)物理性質(zhì)上有哪些差異？固體有固定的形狀，液體沒(méi)有固定的形狀，但有固定的體積，氣體沒(méi)有固定的形狀和體積；氣體容易被壓縮，而固體、液體不易被壓縮。

為什么固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)之間存在這些差異？如何解釋這種差異呢？結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)。

指導(dǎo)學(xué)生閱讀、分析教材表1-3，形成認(rèn)識(shí)：由于微觀結(jié)構(gòu)上的差異，三種不同聚集狀態(tài)的物質(zhì)各有獨(dú)特的性質(zhì)。

[過(guò)渡] 通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，1 mol任何物質(zhì)的粒子數(shù)目都相等，約為6.02×10²³個(gè)，1 mol物質(zhì)的質(zhì)量若以克為單位，在數(shù)值上等于構(gòu)成該物質(zhì)的粒子的相對(duì)原子(分子)質(zhì)量。那么，1 mol物質(zhì)的體積有多大呢?

若已知物質(zhì)摩爾質(zhì)量，即1 mol物質(zhì)的質(zhì)量，要知道其體積，還需要什么條件?密度。

由于氣體的體積受溫度和壓強(qiáng)的影響較大，要比較1mol不同物質(zhì)的體積，我們需要規(guī)定為同一溫度和同一壓強(qiáng)，化學(xué)上將0℃，1.01×10⁵Pa規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)狀況。

完成表格（標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol不同物質(zhì)的體積）

[結(jié)論]

1. 1 mol不同的固態(tài)或液態(tài)物質(zhì)，體積不同。

2. 在相同狀況下，1 mol氣體的體積基本相同。

3. 1 mol固體和液體的體積較小，1mol氣體的體積較大。

[討論]

1．為什么固體或液體的體積較小，而氣體較大？

2．為什么相同狀況下1mol固體或液體的體積不相同？而1mol氣體的體積相同？

3．物質(zhì)體積即物質(zhì)所占據(jù)空間的大小取決于哪些微觀因素?

4．不同狀態(tài)的物質(zhì)體積主要取決于什么因素?

5．從微觀角度看，溫度和壓強(qiáng)的改變對(duì)氣體分子有何影響？

影響物質(zhì)體積大小的因素

[小結(jié)]

1.物質(zhì)體積的大小取決于物質(zhì)粒子數(shù)的多少、粒子本身的大小和粒子之間的距離三個(gè)因素。

2.由于固體、液體中微粒堆積緊密，間距很小，所以含一定數(shù)目粒子的固體和液體的體積主要取決于微粒的大小。不同物質(zhì)的微粒大小不等，所以1mol固體、液體體積相差較大。

3．氣體分子間距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于分子的直徑，所以其體積主要取決于微粒的間距。

4.在固態(tài)和液態(tài)中，粒子本身的大小不同決定了其體積的不同，而不同氣體在一定的溫度和壓強(qiáng)下，分子之間的距離是近似相同的，所以，粒子數(shù)相同的氣體有著近似相同的體積。

5. 溫度、壓強(qiáng)的改變會(huì)引起氣體分子間距離的變化，氣體的體積受溫度、壓強(qiáng)的影響很大，因此，討論氣體的體積時(shí)，必須指明外界條件。

[過(guò)渡] 對(duì)于氣體而言，測(cè)量其體積要比稱量其質(zhì)量方便得多。由于同溫同壓下，物質(zhì)的量相同的任何氣體具有相同的體積，這就給我們研究氣體的性質(zhì)帶來(lái)了方便。

符號(hào)：V_m，，表達(dá)式：V_m=     ，單位：L·mol^-1

標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol任何氣體的體積都約是22.4 L (或氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積約是22.4 L·mol^-1)。

同溫同壓下，氣體的體積只與氣體物質(zhì)的量有關(guān)，而與氣體分子的種類無(wú)關(guān)。    

同溫同壓下1mol任何氣體的體積都相等，但未必等于22.4 L。

[判斷]

1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1 mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4 L。(×，物質(zhì)應(yīng)是氣體)

2.1 mol氣體的體積約為22.4 L。(×，未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況)

3.標(biāo)況下，1 mol O₂和N₂混合氣體(任意比)的體積約為22.4 L。(√，氣體體積與分子種類無(wú)關(guān))

4.22.4 L氣體所含分子數(shù)一定大于20 L氣體所含的分子數(shù)。(×，未指明氣體體積是否在相同條件下測(cè)定)

5.任何條件下，氣體的摩爾體積都是22.4 L。(×，標(biāo)準(zhǔn)狀況下)

6.只有在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣體的摩爾體積才能是22.4 L·mol^-1。(×，不一定)

[過(guò)渡] 同溫同壓下，相同體積的氣體物質(zhì)的量相等，那么同溫同壓下，若氣體體積比為2∶1，其物質(zhì)的量是什么關(guān)系？

[結(jié)論]

同溫同壓下，氣體的體積比等于其物質(zhì)的量之比。

[練習(xí)]

例1：13g鋅與足量的稀鹽酸完全反應(yīng)，最多可收集到多少體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）的氫氣？

解：13g鋅的物質(zhì)的量為0.2mol

Z n  +  2HCl  ===  ZnCl₂  +  H₂↑

  1mol                        22.4L

答：最多可收集到4.48L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氫氣。

注意：解題時(shí)單位左右對(duì)應(yīng)，上下一致的要求。

練習(xí)：要生成18g水，需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的體積為多少?氧氣的體積為多少?