物质的聚集状态
一、设计思想
新课改下的化学教学活动应真正着眼于学生自主、合作、探究的学习。教师应为学生的可持续发展而教，为学生的真正需求而教。同时应注意学生学习过程中自主、合作、探究的落实，使学生真正地懂得化学是怎么学的，并在学习的过程中真正地体现学习的成就感。
本节课主要通过学生的主动、合作、探究的学，教师结合实际的情况精心点拨要点拨的内容而全面地落实新课改。在分析1mol不同状态的物质所占的体积时，采用分组计算相关数据的探究形式，同桌的两个同学交换数据的合作学习，学生首先根据观察表中的数据自己发现一些规律，再通过实验数据的分析、对比、产生疑问“1mol不同的固体、液体、气体所占的体积大小不同，决定物质体积大小的因素有哪些呢？”从而产生探究的主题：决定物质体积大小的因素。教师在教学过程中还要注意直观模型的展示，引导学生加强理论与生活的联系，如决定物质体积大小的因素在日常生活，通过篮球与乒乓球的对比，学生很容易接受，能够自己总结出决定物质体积大小的因素，代替了以往的纯粹教师灌输的理论解释，便于学生理解，从而大大提高了学生学习化学的兴趣。
二、教材分析
“物质的聚集状态”选自高中化学（苏教版）必修1专题 1，是在学生已经学习 “物质的量”“摩尔质量”“物质的量与微观粒子数、宏观质量之间的计算”等知识之后，学生接触的又一类微观物质和宏观物质之间转化的知识。通过这节课的学习，培养学生运用“气提摩尔体积”等概念进行简单的计算，从而和前面的知识形成完整的体系，也为后续内容的学习奠定基础。这节课的内容在高中化学中具有十分重要的作用。
三、学情分析
在初中化学的学习中，学生已经接触过气体物质，固体沉淀，溶液等具体实例，本节课的有关“决定物质体积大小的因素”就是在这个基础上从微观角度理解化学物质的存在状态。学生已学过 “物质的量”“摩尔质量”“物质的量与微观粒子数、宏观质量之间的计算”等知识，并已经具有了一定的计算能力，所以对“气体摩尔体积”的学习，是可行的、也是必要的，它符合学生的认知规律。本节课从知识回顾，引入课堂学习主题“研究1mol物质所占的体积”，学生讨论、探究，教师实物演示，学生交流总结。学生从直观的数据，直观的感性材料，逐步上升到理论高度――总结“决定物质体积大小的因素”，形成概念“气体摩尔体积”等，实现从感性认识到理性认识的飞跃。
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四、学习目标
[知识与技能]
1.知道不同聚集状态物质的一些特性，根据物质的存在状态进行分类，知道固、液、气态物质的一些特性。
2.了解影响气体体积的主要因素，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单的计算。
3.能用物质的聚集状态等概念解释一些实际问题。（教参）·
4.引导学生从微观角度理解化学物质的存在状态，在原有基础上提升对化学物质的认识，同时为后续内容的学习打好必要的基础。
[过程与方法]
能尝试运用比较方法对信息进行加工。
[情感态度与价值观]
引导学生以化学的眼光从微观的角度支认识丰富多彩的物质世界，使学生认识到宏观和微观的相互转化是研究化学的科学方法之一 。
五、教学重点及难点
理解气体摩尔体积等概念并进行简单的计算
六、教学过程
÷NA
÷M
微粒数
物质
的量
物质
质量
×M
×NA
[复习旧知]引出新内容
物质状态
物质
体积
[过渡]那么物质的体积除了跟物质的量有关外，跟物质状态有关吗？
[提问]物质有哪些常见的聚集状态呢？
[生]气态、液态和固态。
[提问]不同状态的物质物理性质上有哪些差异？固体、液体、气体是否有固定的形状和体积？
[生]固体有固定的形状，液体没有固定的形状，但有固定的体积，气体没有固定的形状和体积；气体容易被压缩，而固体、液体不易被压缩。
[过渡]为什么固态、液态和气态物质之间存在这些差异？如何解释这种差异呢？结构决定性质。
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[观看动画]由于微观结构上的差异，三种不同聚集状态的物质各有独特的性质。
[过渡] 那么我们一起来看看1mol物质所占有的体积？
若已知物质摩尔质量，即1 mol物质的质量，要知道其体积，还需要什么条件?（密度。）
完成表格（标准状况下1mol不同物质的体积）
物 质
摩尔质量/g•mol-1
密 度
1mol物质的体积
Al
26.98
2.70 g•cm-3
9.99 cm3
Fe
55.85
7.86 g•cm-3
7.11 cm3
H2O
18.02
0.998 g•cm-3
18.06cm3
C2H5OH
46.07
0.789 g•cm-3
58.39cm3
H2
2.016
0.0899g•L-1
22.43L
N2
28.02
1.25 g•L-1
22.42L
CO
28.01
1.25 g•L-1
22.42L
[结论]
1. 1 mol不同的固态或液态物质，体积不同。
2. 在相同状况下，1 mol气体的体积基本相同。
3. 1 mol固体和液体的体积较小，1mol气体的体积较大。
[讨论]那么不同状态的物质，体积大小跟哪些因素有关呢？
[举例]举一个例子：同学们在做操的时候，一个班在操场上所占的面积和哪些因素有关：
[生]人数、距离、胖瘦
[提问]相类似了，物质的体积与哪些因素有关？
[生]粒子数目、粒子大小、粒子间距
[观看动画]固体、液体和气体的分子存在状态
[思考1]当粒子数一定时，固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素？
[生]固、液态的体积主要决定于粒子本身的大小，而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。
[思考2]为什么比较一定量气体的体积，要在相同的温度和压强下进行？
[生]粒子间的距离：T、P
[观看动画]温度和压强对粒子间距离的影响
[结论]T↑→d↑→V↑,P↑→d↓→V↓
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[结论]所以相同条件下， 1mol任何气体的体积基本相同。
[思考]单位物质的量的物质所具有的质量我们定义为摩尔质量，那么单位物质的量的气体的体积我们可以定义为什么呢？
[引出]气体摩尔体积的概念
[板书] 一.气体摩尔体积
1.定义：单位物质的量的气体所占的体积。
2.符号：Vm
3.单位：L/mol 或 m3/mol等
4.对象：任何气体（纯净或混合气体）
标准状况( 温度0 oC、压强 1.01×105 Pa)下 1mol气体体积：Vm约22.4L
5.公式 n=V/Vm
[思考] 1. 标准状况下，1mol任何物质的体积都约是22.4L。
2. 1mol气体的体积约为22.4L。
3. 标准状况下，1molO2和N2混合气体的体积约为22.4L。
4. 22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。
5. 标准状况下，气体的摩尔体积都是22.4L。
6. 只有在标准状况下，气体的摩尔体积才可能约为22.4L/mol。
[答案]1、 错，物质应是气体
2、错，应标明条件－标准状况
3、对，气体体积与分子种类无关
4、错，未指明气体体积是否在相同条件下测定
5、错，“约为”；单位应为L/mol
6、错，不一定
[几点注意] 1、状态：气体
2、状况：一定温度和压强下，经常强调是标准状况
3、定量：1mol
4、数值：约22 .4L
5、常温常压: 20 0C、1.01×105Pa
6、气体体积与微粒数目有关，与种类无关。
7、结论：在标准状况下，1mol任何气体所占的体积
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都约为22 .4L。
8、有关计算：(标准状况下）
V=n×22.4L/mol（n为气体的物质的量）
9、在一定温度、压强下，对任何两种气体：n1/n2=N1/N2=V1/V2
[练习] 1.在标准状况下
（1）0.5molHCl的体积是______________________________。
（2）33.6升氢气的物质的量是______________________________。
（3）16克氧气的体积是______________________________。
（4）44.8升氮气中含有的氮分子数是______________________________。
2.在标准状况下，多少克CO2与4克氢气
的体积相同？
3. 在同温、同压、相同质量的下列气体占有的体积由大到小的顺序是：
①Cl2 ②N2 ③ H2 ④ CO2 ⑤ O2
4（1）一定的温度、压强下，2molO2和1molO3的分子个数比为________，原子个数比为____________，质量比为_________，体积比为__________。
（2）标准状况下，将22g CO2和8g O2混合，改混合气体的体积是__________
（3）一定温度、压强下，一个瓶中充满16g O2，换充满H2，则此瓶中氢气的质量为_________
[例题]2、0.464g氦气的物质的量是多少？在标准状况下，这些氦气的体积约为2.60L。
3、13.0g锌与足量的稀盐酸完全反应，最多可收集到多少体积（标准状况）的氢气？
解：13g锌的物质的量为0.2mol
Z n + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
1mol 22.4L
0.200mol×22.4L
0.2mol V(H2)
1mol
V(H2)== ==4.48L
答：最多可收集到4.48L（标准状况）氢气。
注意：解题时单位左右对应，上下一致的要求。
[问题解决]
1、从石灰窑排出的气体的主要成分是二氧化碳。若排出的二氧化碳气体在标准状况下的体积为2000m3，求这些二氧化碳气体的质量。
2、在标准状况下，至少需要多少体积的氢气和足量的氧气反应才能生成18g水？
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÷M
微粒数
物质
的量
物质
质量
×M
×NA
[小结]
÷Vm
×Vm
物质
体积
÷NA
[课后小结]
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