专题1 化学家眼中的物质世界
第1单元 丰富多彩的化学物质
课时3 物质的聚集状态
一、学习目标
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.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。
二、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
三、设计思路
本课时设计先从学生熟悉的“三态”这一宏观特征引入，探究影响物质体积的微观原因，让学生体验从宏观到微观的研究方法，从而引出“气体摩尔体积”的概念，通过一定的讨论、辨析，初步理解“气体摩尔体积”这一重要概念。
四、教学过程
[导入]日常生活中接触到的物质丰富多彩，例如自由流动的空气、香气扑鼻的咖啡、晶莹剔透的水晶等等。这些物质都是由大量原子、分子、离子等微观粒子聚集在一起构成的。
物质有哪些常见的聚集状态呢？气态、液态和固态。
不同状态的物质物理性质上有哪些差异？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。
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。
指导学生阅读、分析教材表1-3，形成认识：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] 通过上一节课的学习，我们知道，1 mol任何物质的粒子数目都相等，约为6.02×1023个，1 mol物质的质量若以克为单位，在数值上等于构成该物质的粒子的相对原子(分子)质量。那么，1 mol物质的体积有多大呢?
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。
由于气体的体积受温度和压强的影响较大，要比较1mol不同物质的体积，我们需要规定为同一温度和同一压强，化学上将0℃，1.01×105Pa规定为标准状况。
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
Al26.982.70 g•cm-39.99 cm3
Fe55.857.86 g•cm-37.11 cm3
H2O18.020.998 g•cm-318.06cm3
C2H5OH46.070.789 g•cm-358.39cm3
H22.0160.0899g•L-122.43L
N228.021.25 g•L-122.42L
CO28.011.25 g•L-122.42L
[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]
1．为什么固体或液体的体积较小，而气体较大？
2．为什么相同状况下1mol固体或液体的体积不相同？而1mol气体的体积相同？
3．物质体积即物质所占据空间的大小取决于哪些微观因素?
4．不同状态的物质体积主要取决于什么因素?
5．从微观角度看，温度和压强的改变对气体分子有何影响？
影响物质体积大小的因素
微观因素
状态微粒的数目微粒的大小微粒的间距
固、液态
气态
[小结]
1.物质体积的大小取决于物质粒子数的多少、粒子本身的大小和粒子之间的距离三个因素。
2.由于固体、液体中微粒堆积紧密，间距很小，所以含一定数目粒子的固体和液体的体积主要取决于微粒的大小。不同物质的微粒大小不等，所以1mol固体、液体体积相差较大。
3．气体分子间距离远远大于分子的直径，所以其体积主要取决于微粒的间距。
4.在固态和液态中，粒子本身的大小不同决定了其体积的不同，而不同气体在一定的温度和压强下，分子之间的距离是近似相同的，所以，粒子数相同的气体有着近似相同的体积。
5. 温度、压强的改变会引起气体分子间距离的变化，气体的体积受温度、压强的影响很大，因此，讨论气体的体积时，必须指明外界条件。
[过渡] 对于气体而言，测量其体积要比称量其质量方便得多。由于同温同压下，物质的量相同的任何气体具有相同的体积，这就给我们研究气体的性质带来了方便。
气体摩尔体积：单位物质的量的气体所占的体积。
符号：Vm，，表达式： Vm= ，单位：L•mol-1
标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L (或气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4 L•mol-1)。
同温同压下，气体的体积只与气体物质的量有关，而与气体分子的种类无关。
同温同压下1mol任何气体的体积都相等，但未必等于22.4 L。
[判断]
1.标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。(×，物质应是气体)
2.1 mol气体的体积约为22.4 L。(×，未指明标准状况)
3.标况下，1 mol O2和N2混合气体(任意比)的体积约为22.4 L。(√，气体体积与分子种类无关)
4.22.4 L气体所含分子数一定大于20 L气体所含的分子数。(×，未指明气体体积是否在相同条件下测定)
5.任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4 L。(×，标准状况下)
6.只有在标准状况下，气体的摩尔体积才能是22.4 L•mol-1。(×，不一定)
[过渡] 同温同压下，相同体积的气体物质的量相等，那么同温同压下，若气体体积比为2∶1，其物质的量是什么关系？
[结论]
同温同压下，气体的体积比等于其物质的量之比。
[练习]
例1：13g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
0.2mol V(H2)
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。
练习：要生成18g水，需要标准状况下氢气的体积为多少?氧气的体积为多少?