1、测定 1mol 气体的体积的教学设计与教学反思 闵慧 上海市松江一中 上海松江 201600 测定 1mol 气体的体积教学内容选自上海科学技术出版社高二年级第一 学期化学教材第十章学习几种定量测定方法 （2007 年 8 月第 1 版） 。本节课 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。在教 学设计中，如果让学生孤立地去接受测定 1mol 气体的方法、装置，那么一定是 索然无味的。因此我采用问题探究模式进行教学，即在教学中让学生不断的发现 问题提出问题解决问题，让学生通过本节课的教学在思维上有所
2、收获，在解 决问题的过程中增强不断完善实验设计的意识，通过问题的解决促进学生思维的 发展。在设计问题时要抓住定量实验设计的关键，问题的设计要有适宜的难度、 合适的梯度，让学生有针对性的思考。本节课的一个难点是加入的液体会产生一 定的压强，而学生很难理解这点，因此在教学设计中我加入了一个教师演示环节， 从而使学生很直观地、轻松的突破难点。在教学设计中我着重于学生自己对实验 原理的讨论、实验装置的设计、改进、完善。 1.教学目标： （1）知识与技能 知道定量实验中的直接测量与间接测量及其相互关系；理解气体摩尔体积与 温度和压强的关系。 知道化学反应气体体积测定仪的结构；理解测定 1mol H2 体
3、积的原理、方法 和实验方案设计。 （2）过程与方法 通过测定 1mol H2 体积的实验设计，认识定量测定中转化的思想方法。 （3）情感态度与价值观 认识定量实验中“准确性”的重要性，感受认真细致的实验精神。 通过对测定 1mol H2 体积的实验方法探究，激发学习兴趣和探索动机，进行 自主学习。 2.教学重点和难点： 教学重点：测定 1mol H2 体积的原理和方法 教学难点：测定 1mol H2 体积的实验方案的设计 3、教学过程： 【引课】老师手里有一瓶矿泉水，大家告诉我，如何测定这瓶矿泉水的体积？ 老师手里还有一个气球，大家能否告诉我如何测定这个气球里气体的体积？ 【学生】压入水中，测
4、排出水的体积。 【过渡】很好。这是采用排水法来测出气球里气体的体积。 【引导】那老师再提个苛刻一点的要求：如何测定 1 摩尔气体的体积？ 【板书】10.1 测定 1 摩尔气体的体积 【复习】1、什么是气体摩尔体积？ 2、常温常压时，1mol 气体的体积比标准状况下的 22.4L 大还是小？ 3、同温同压下，1mol 任何气体的体积是否相同？ 【过渡】因为同温、同压下任何气体的体积是一样的。所以我们今天就以 H2 为 例，来测定 1 摩尔 H2 的体积。 【板书】测定 1mol H2 的体积 【思考】4、要想测定 1 摩尔 H2 的体积，需要测定哪些量？ 【学生】氢气的体积和氢气的物质的量。 【
5、引导】氢气的物质的量能不能直接测定？实验室中可以通过测哪个量转化而 来？ 【学生】测氢气质量。 【引导】氢气质量方不方便测量？ 【学生】不方便。 【引导】那我们能否将氢气的质量转化成方便测量的某个量呢？ 【追问】哪种状态的物质容易称量？ 【教师】固体的质量容易称量，我们可以称量固体的质量，从而间接知道 H2 的 物质的量。也就是把不方便操作的目标量转化为操作方便的可测量。 【板书】 目标量 可测量 气体质量 固体质量 【思考】我们要测定 1 摩尔 H2 体积，那么要有 H2，实验室里怎么制取 H2？ 【学生】金属和酸反应。 【讨论】本实验中选择什么金属？选择哪种酸？ 【板书】1、测定原理：Mg
6、 + H 2SO4 MgSO 4 + H2 【引导】那么根据反应原理，我们把目标量即氢气的质量转化为镁带的质量。 【板书】1molH 2 的体积= V H2 / n H2 = V H2 / nMg = V H2 MMg / mMg 【讨论】根据氢气的测定原理，你认为在这个实验中需要测定哪些物理量？ （测定氢气的体积和镁带的质量） 【提问】 （1）镁带的质量可以用什么仪器来准确称量？（电子天平） （2）H 2 的体积如何测定？（排水法） 【过渡】也就是说把不方便测量的气体的体积转化为方便测量的液体的体积。 这也是一种转化的思想。 【板书】气体的体积 液体的体积 【提问】实验装置至少包括哪几部分？
7、 【学生】气体发生装置；气体收集装置；量体积装置 【提问】桌面上所给的常见仪器中哪些可以作为气体发生装置？ 【学生】圆底烧瓶、分液漏斗；Y 形管；大试管 【追问】镁带和稀硫酸能否同时放进反应器中？ 【学生回答】不能，会导致气体泄漏。 【引导】如何来测出排出水的体积呢？ 【学生动手】利用桌面所给仪器搭建出一套测定 1 摩尔 H2 的体积的实验装置。 【实验装置展示】 【评价】师生评价装置的优缺点。 【展示】我根据我们刚才讨论的，组装的一套测定 1 摩尔 H2 的体积的实验装置。 【评价】你认为这套装置有没有什么缺点？ 【学生】量筒精确度较低，广口瓶与量筒之间导管内的液体也无法测定，所以整 套装置
8、精确度不高。 【思考】这套装置所测量的氢气体积是什么温度下的体积？（室温） 【追问】室温是不是反应器中气体的温度？（不是） 【思考】氢气的体积与排出水的体积是否相等？什么关系？ 【学生思考】 【演示】从分液漏斗中加入一定体积的水，大家看有什么变化么？ 【学生观察】加入水后，广口瓶导管内的液柱升高。说明加入的水占有体积。 【思考】这套装置测得的气体体积是否就是常压下的体积？ （不是，当导管内外液面相平时才是常压下气体的体积。 ） 【引导】能不能对这套装置改进一下呢？要满足： 使其精确度高一些，量程大一些； 能测出气体的温度； 测得的气体的体积是常压下的体积。 【讨论】 【展示】老师手里也有一套装
9、置，这套装置就是化学反应气体体积测定仪。 【投影】化学反应气体体积测定仪 【介绍】最左边的这个仪器是气体发生器，中间的是储液瓶， 最右边的是液体量瓶。气体发生器下端有一个加料口。 【继续】储液瓶上端有个温度探测仪，用来探测反应生成的气体的温度。 【讨论分析】阅读教材 49 页，思考： 1、实验中要进行几次抽气？目的是什么？ 2、液体量瓶的体积读数是否就是 H2 的体积？如果不是，应如何换算？ 【板书】V(H 2)= 液体量瓶中液体的体积硫酸的体积抽出气体体积 【演示】抽气使储液瓶导管内外液面相平。 【PPT】二期课改初期使用的气体摩尔体积测定装置 【思考】这套装置是二期课改初期时我们使用的气体
10、摩尔体积 测定装置。对比两套装置，你认为这两套装置有什 么区别？ 【思考】这套装置是否非常完美？无懈可击？ 【讨论】师生共同讨论。 【小结】我们今天讨论了测定 1molH2 的体积的原理和实验装置。在设计实验的 时候我们一定要牢记一个思想：定量测定一定要精确。 【作业】 实验设计：测定常温下 1mol CO2 气体的体积？ Tips: CO2 与 H2 物理性质有什么不同？ 4课后反思： 本节课在实验室中进行，师生边讨论，边操作，学生参与整个教学过程， 有效地激发学生学习兴趣，使直观感性认识与抽象的理性认识比较合理地有序 展开。课前复习气体摩尔体积的概念，为讨论实验原理做铺垫。 教学中引导学生
11、讨论实验原理与实验装置的设计，让学生亲身体验：“发 现问题修正完善再发现问题再完善”这样一个螺旋式思维认知发展过程， 层次清晰，循序渐进，层层深入，体验了科学探究的乐趣，感受了认真细致的 实验精神。 通过教师演示实验使得学生很容易突破“液柱差产生的压强”这一难点。 通过测定 1 摩尔气体体积实验方案设计的讨论，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的区别，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。 附：作者简介 闵慧，硕士，2005 年毕业于上海师范大学化学系。现就职于上海市松江一 中，中教一级，一直致力于高中化学教学实践与研究活动。参与多项区级教科 研课题研究，多篇论文获奖及刊登在相应学科杂志上。 联系方式：上海市松江区松汇中路 601 号松江一中教研组（201600） 电话：57821213（办公室） 13402134710（手机） 邮箱：marymh
