基于从实验学化学的气体摩尔体积教学设计

王丽

摘要：本文利用创新实验，帮助学生认识“相同条件下，等物质的量的气体体积相等；温度、压强对一定量气体体积的影响；等物质的量的物质，状态不同体积也不同”。 引导学生以化学的视角、从微观的角度去认识丰富多彩的物质世界，在实验中体验宏观和微观的相互转化是研究化学的科学方法之一。

关键词：气体摩尔体积 温度 压强 物质聚集状态

从化学知识体系来看，气体摩尔体积是非常重要的基本概念，被广泛应用于生产和科学研究中，是学生提高自身科学素质必备的基础知识。由于气体摩尔体积概念很抽象，思维能力要求较高，为此我精心设计了实验，变抽象为形象，在实验中体验宏观和微观的相互转化是研究化学的科学方法之一。从分析影响物质体积大小的主要因素的过程中，培养学生问题意识、探究的欲望；通过创新实验和实验现象的分析，体验归纳整理、发散和收敛等思维活动，领会自主学习、合作学习、探究学习的学习方法。

一、“相同条件下，1mol任何气体的体积近似相等”的实验教学设计

情境引入：在相同情况下，0.212g Na2CO3、0.13g Zn分别与足量H2SO4反应产生气体的物质的量分别为多少？

思考：相同条件下，0.002mol CO2和0.002molH2体积的大小关系？

学生实验：验证相同条件下，0.002 mol CO2和0.002mol H2 体积的大小关系（图1）。

实验装置及操作说明：密闭装置中，一支注射器用来加入稀硫酸，另一支用于测量反应生成气体的体积。

观察、思考、结论：在相同条件下，0.002 mol CO2和0.002mol H2体积相同，所以1 mol不同气体体积相同。

设计说明：本实验为创新实验，在课前经过多次的验证，装置具有可靠性，碳酸钠和锌的质量用分析天平称量（实验教师完成），保证了称量的准确性，在实验过程中学生能直观地了解到相同物质的量的气体在相同条件下体积基本相同，与气体的种类无关。

二、“温度、压强对气体体积影响”的实验教学设计

学生实验：

实验1.温度对气体体积影响（图2）。

实验2.压强对气体体积的影响（图3）。

实验3.分子数目对气体体积的影响（图4）。

学生实验说明：

实验1：通过改变温度观察气体体积的变化，玻璃管中红色溶液是为了便于观察气体体积的变化。

实验2：通过改变压强观察气体体积的变化，简易压力表直观显示气体压强，便于观察，操作简单。

实验3：通过推拉注射器活塞，改变气体的物质的量（分子数），观察气体体积的变化，玻璃管中红色溶液是为了便于观察气体体积的变化。

实验总结：学生讨论、总结，其他条件不变时，温度越高，气体体积增大；压强越大，气体体积减小；气体分子数目越多，气体体积越大；当温度、压强一定时，气体的摩尔体积一定。

三、“物质聚集状态不同，体积不同”的实验教学设计

思考： 1 mol不同状态的不同物质体积不同，同一物质的不同状态体积是否相同呢？

演示实验1：演示溴挥发的过程体积变化（图5）。

演示实验2：演示碘升华的过程体积变化（图6）。

设计意图：通过实验，证明同一物质不同状态，体积不同；1mol固、液态物质体积不相同，且体积远远小于1mol气体的体积；从宏观与微观相结合的角度，说明物质聚集状态不同体积会不同，为学生合作讨论得出影响固体、液体、气体体积大小的影响因素提供依据。

学生观察、讨论、总结：物质体积大小的决定因素。

把基本概念的教学蕴涵在化学实验中，运用层次性递进的实验例证，突破了气体摩尔体积的学习难点，避免了枯燥的解说，学生在实验活动中能顺利完成知识的建构。通过创新实验、数据计算和分析处理，引导学生探究决定物质体积的诸多因素的本质联系，使学生感受到抽象的概念学习，可以从宏观入手，微观解释；把抽象的概念具体化、形象化，把微观隐性的概念、原理进行宏观的体现，注意了概念形成的可接受性，从而帮助学生很好地理解气体摩尔体积概念；同时让学生真正体验到学习化学的乐趣，体验化学科学的丰富多彩。

（责编 金 东）