《化学计量在实验中的应用》教学设计.docx
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《化学计量在实验中的应用》教学设计
《化学计量在实验中的应用》教学设计
一、教材分析：
1、教学内容：
人教版高中化学必修1、第一章第二节“化学计量在实验中的应用”主要内容为“物质的量及其单位—摩尔”概念的建立；物质的量与物质微粒数量，阿佛加德罗常数之间的关系；物质的量与物质的质量，物质的摩尔质量之间关系；气体摩尔体积概念以及气体摩尔体积、气体体积、物质的量之间的关系；物质的量浓度概念以及相关计算。
本节的标题为：
化学计量在实验中的应用，相比较旧教材，强调“化学剂量”在实验中的应用，承接上节课的“实验有关知识”，同时也给学生一个较完整的体系，这些物理量在化学实验中有重要作用。
所以教师在定位时，不能单单就知识讲知识，而应该将这些物理量很好的融合在于实验有关的内容中，让学生体会和感受。
但课本上关于物质的量，没有设计实验内容，气体摩尔体积有“电解水的实验”，物质的量浓度有配置一定物质的量浓度的实验。
所以教师应该自主的开发一些小实验让学生参与或者感悟。
2、教材前后内容：
承上启下，对前面所学内容的巩固、对将要学习的内容埋下“伏笔”。
上节课讲的是“实验室相关内容”，以后的课设计有关计算的、实验的基本都与本节课的内容有关系或者说很大关系，所以本节课的地位不仅仅是承上启下，更是一个“基础”的地位，本节内容学生的掌握与否，直接决定了后面相关内容的计算、实验。
3、考试内容：
本节课内容在历年的高考题中出现的频率极高，年年必考，年年以选择题为主，主要考查：
阿伏加德罗定律及阿伏加德罗常数、以物质的量为中心的计算、气体摩尔体积相关概念、物质的量浓度的概念及其计算、物质的量浓度与质量分数的换算及其他计算、溶液的性质及其计算（质量分数、物质的量浓度变化）、物质的量浓的的配置及误差讨论。
所以，在本节内容的讲授过程中，学生深刻理解本节内容——三个化学计量，十分重要，要让学生自主的构建起来。
二、学生分析：
1、知识、技能基础：
学生在此之前已经学习过分子、原子、离子等微观粒子，对这些粒子有了基本的了解；同时学生对宏观世界的物质质量、物质体积等内涵也有所了解；学生的这两项基本知识有利于建构微观和宏观之间的联系，有利于学生这节内容的学习。
同时由于上节内容的讲解，学生对化学实验有了更进一步的认识，利于本节课学习过程中的实验探究。
2、心理特点：
高一的学生，具备一定的抽象思维能力和总结归纳能力，利于本节内容的学习。
抽象思维能力有助于学生更好的理解摩尔、气体摩尔体积等概念；总结归纳能力使学生对气体摩尔体积和浓稀溶液之间的转换配置有比较直观的理解。
高一学生的好奇心未减、解决问题的荣誉体验强烈，利于本节课的开展（本节课采取“问题抛给式”，让学生在解决问题的同时学习新知识、消化新知识、体验新知识的应用）。
三、课时安排：
第一课时：
物质的量的单位——摩尔
第二课时：
气体摩尔体积www.ks5u.com
第三课时：
物质的量在化学实验中的应用
四、本章框架
五、教学过程
课题：
第二节化学计量在实验中的应用
（一）
------物质的量和摩尔质量
授课班级
课时
1
教
学
目
的
知识
与
技能
1、认识摩尔是物质的是的基本单位，了解物质的量与微观粒子之间的关系，了解摩尔质量的概念，了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性，懂得阿伏加德罗常数的涵义
2、了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系，能用于进行简单的化学计算。
过程
与
方法
1、初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力
2、通过物质的量这一联系微观粒子与宏观质量的物理量的学习，引导学生以化学的眼光、从微观的角度地认识丰富多彩的物质世界，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。
情感
态度
价值观
1、通过对概念的透彻理解，培养学生严谨、认真的学习态度，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。
重点
物质的量及单位；摩尔质量的概念和有关摩尔质量的计算
难点
物质的量及单位------摩尔
知
识
结
构
与
板
书
设
计
第二节化学计量在实验中的应用
一、物质的量的单位---摩尔
1.是一个物理量，符号为n，单位为摩尔（mol）。
2、阿伏加德罗常数：
表示1mol任何粒子的粒子数，符号为NA，单位为mol-1，数值约为6.02*1023mol-1
3、注意：
使用mol时，必须指明粒子的种类，可以是分子、原子、离子、电子等。
4.N、NA与n的关系：
A1=
1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位，在数值上就等于该粒子的相对原子（分子、离子）质量。
5、摩尔质量：
（1）定义：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M
（2）、公式：
M=
单位g·mol－1
6、有关摩尔质量的相关计算
例1：
24.5gH2SO4的物质的量是_________
解：
H2SO4的相对分子质量为98,则M（H2SO4）=98g·mol－1。
n（H2SO4）=
=
=0.25mol。
答：
略
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
［引言］我们在初中时知道，分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子，可以构成客观存在的、具有一定质量的物质，这说明，在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间，必定存在着某种联系，那么，联系他们的桥梁是什么呢？
要解决这个问题，我们来学习第二节化学计量在实验中的应用
［板书］第二节化学计量在实验中的应用
［讲］就像长度可用来表示物体的长短，温度可表示为物体的冷热程度一样，物质的量可用来表示物质所含粒子数的多少，其符号为n，它是国际单位制中的基本物理量，四个字缺一不可，物质的量单位是摩尔，符号mol，简称摩。
［投］国际单位制（SI）的7个基本单位
物理量的符号
单位名称及符号
长度
l（L）
米（m）
时间
t
秒（s）
质量
m
千克（kg）
温度
T
开尔文（K）
发光强度
I（Iv）
坎德拉（cd）
电流
I
安培（A）
物质的量
n
摩尔（mol）
［板书］
一、物质的量的单位---摩尔
1.是一个物理量，符号为n，单位为摩尔（mol）。
［过渡］从物质的量设立的目的上看，物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。
这个集体的组成者是粒子，这种集体有大有小，也就是集体内的粒子数目有多有少。
因此，物质的量是专门用于计算粒子数目的物理量。
那么物质的是的1个单位即1mol表示的粒子数目是多少呢？
［学生活动］阅读教材45页上内容，理解物质的量在粒子数目上的大小关系
［问］1mol粒子的数目大约是多少？
（约为6.02×1023个）
［问］6.02×1023这个数值是以什么为依据得出的？
（是以0.012kg12C中所含碳原子数为依据得出来的）
［问］12C原子特指什么结构的碳原子？
（12C指原子核内有6个质子和6个中子的碳原子）
［师］大家回答得很好。
由此，我们可以得出以下结论：
1mol任何粒子的数目是0.012kg12C中所含的碳原子数目约为6.02×1023个
［讲］1mol任何粒子的数目也叫阿伏加德罗常数。
阿伏加德罗是意大利物理学家。
因他对6.02×1023这个数据的测得有着很大的贡献，故用他的名字来表示1mol任何粒子的粒子数，以示纪念。
化学上，我们用NA来表示阿伏加德罗常数，其单位mol-1，它表示1mol任何粒子的粒子数，其数值近似6.02×1023个等于。
［板书］2、阿伏加德罗常数：
表示1mol任何粒子的粒子数，符号为NA，单位为mol-1，数值约为6.02×1023mol-1
［师］下面请同学们点击试题，看看平常计算中是如何应用阿伏加德罗常数的。
［点击试题］填空
1.1molH2所含氢气分子的个数。
2.2mol氢分子含个氢原子。
3.1molSO42―是个硫酸根离子。
［讲］物质的量只限制了所含粒子个数的多少，并没限制粒子的种类，所以使用mol时应注明所指粒子是哪种？
［板书］3、注意：
使用mol时，必须指明粒子的种类，可以是分子、原子、离子、电子等。
［点击试题］
判断正误，说明理由。
A.1mol氢
B.1molCO2
C.1mol小米
［讲］请大家根据摩尔相关知识，进行如下计算。
［例题］根据摩尔的有关知识，进行计算。
1.1.204×1024个H，合多少mol?
2.5mol的O2中有多少个氧气分子?
3.N个水分子的物质的量是多少?
（已知，阿伏加德罗常数为NA）
［讲］由以上练习，我们得出粒子总个数N、阿伏加德罗常数NA、物质的量n三者之间的关系为：
［板书］4.N、NA与n的关系：
［讲］摩尔是一个巨大数量粒子集合体，可以是整数，也可以是小数，例如可以有0.5molO2，0.01molH2SO4等，但分子、原子等具体的粒子，只能是整数，就不能说0.5个或0.01个。
下面请大家做随堂练习3
［点击试题］
1.0.5mol水中含有个水分子。
2.2mol水中含有个水分子，个氢原子。
3.1molH2SO4中含有个H2SO4分子，个硫酸根离子。
4.1molHCl溶于水，水中存在的溶质粒子是什么?
它们的物质的量各是多少?
5.1个水分子中有个电子，1molH2O中呢?
［过］前面我们学习了物质的量，知道它是一个基本物理量，单位为摩尔，它表示含有一定数目的粒子集体。
那么，1mol粒子的数目是以什么为标准得出来的？
其数目约为多少？
（是以0.012kg12C中所含碳原子数目为标准得来的；其数目约为6.02×1023）
［问］我们初中所学某种原子的相对原子质量也是以碳－12原子为标准得出来的，它是怎样定义的？
（以碳－12原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量）
［师］很好！
请大家推导思考题1
［思考］假如一原子的质量为m1，碳－12原子的质量为mC，则该原子的相对原子质量A1怎样表示？
请大家用代数式表示出来。
［副板］A1=
［师］大家表示的都很正确。
若另一种原子的质量为m2，则它的相对原子质量A2又该怎样表示，请大家口答。
（A2=
。
）
［问］A1比A2与m1与m2的关系是什么呢？
请大家推导。
（A1∶A2=m1∶m2）
［师］很正确！
这也就是说：
原子的质量比=原子相对原子质量比。
［师］下面让我们导出下列关系：
微观粒子一个C原子一个O原子一个Fe原子
扩大6.02×1023倍
扩大6.0×1023倍
扩大6.02×1023倍
1molC原子1molO原子1molFe原子
宏观质量0.012kg=12gxgyg
相对原子质量121656
［师］由刚才我们对原子相对原子质量的深入理解知道：
原子的质量比=原子的相对原子质量比。
∴1mol任何原子的质量比，就等于它们的相对原子质量比。
请大家根据此结论，计算出x值和y值。
［结果］x=16y=56
［问］1mol钠原子的质量是多少?
1mol氢原子的质量呢？
（1mol钠原子的质量是23g，1mol氢原子的质量是1g）
［问］由此可得出什么结论？
（1mol任何原子的质量，在数值上都等于它们的相对原子质量）
［问］单位呢？
（克！
）
［问］1mol分子的质量，与它的相对分子质量有什么关系？
为什么？
（因为分子都是由原子构成的，而分子的相对分子质量等于构成它的原子的相对原子质量的总和。
1mol任何原子的质量在数值上等于它的相对原子质量，单位为克，则1mol任何分子的质量就应该在数值上等于它的相对分子质量，单位为克）
［师］很正确！
那么，对于粒子中的离子来讲，又将怎样呢？
请大家阅读课本12页最后一段后回答。
（对于离子来说，由于电子的质量很小，当原子得到或失去电子变成离子时，电子的质量可略去不计，因此，1mol离子的质量在数值上就等于该离子的式量，单位为克）
［师］回答得很好，综合以上分析，我们可得出以下结论：
［副板］1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位，在数值上就等于该粒子的相对原子（分子、离子）质量。
［师］请大家做以下练习：
［点击试题］
1molH2O的质量是。
1molNaCl的质量是。
1molNa+的质量是。
1molS的质量是。
［师］化学上，我们把1mol物质所具有的质量叫摩尔质量。
［板书］5、摩尔质量：
（1）定义：
单位物质的量的物质所具有的质量，符号为M
［师］也就是说，物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量之比
［板书］
（2）、公式：
M=
单位g·mol－1
［讲］依据此式，我们可以把物质的质量与构成物质的粒子集体----物质的量联系起来，请大家口答下列空
［点击试题］
1.Na的摩尔质量。
2.NaCl的摩尔质量。
3.SO
摩尔质量。
［师］大家在解答有关摩尔质量的问题时，一定要注意单位！
下面，让我们根据摩尔质量的为进行计算。
注意解题格式。
［板书］6、有关摩尔质量的相关计算
例1：
24.5gH2SO4的物质的量是_________
解：
H2SO4的相对分子质量为98,则M（H2SO4）=98g·mol－1。
n（H2SO4）=
=
=0.25mol。
答：
略
［点击试题］
1。
5molNa2CO3的质量是多少？
［小结］从本节课的学习中我们知道:
1mol不同的物质中，构成它们的粒子的数目虽然相同，但由于不同粒子的质量一般不同，故1mol不同物质的质量一般也不相同，以克为单位时，其数值就等于构成该物质的粒子的相对原子（或分子）质量。
在进行有关摩尔质量的计算时，一定要注意单位和解题格式。
［自我评价］
1.1.5molH2SO4的质量是。
其中含有molO,molH,其质量分别为和。
2.0.01mol某物质的质量为1.08g，此物质的摩尔质量为。
3.下列说法正确的是（）
A.71g氯相当于2mol氯
B.每摩尔物质中含有6.02×1023个原子
C.阿伏加德罗常数为12g12C所含的碳原子数
D.1molKClO3中含有3mol氧元素
4.如果1g水中含有m个氢原子，则阿伏加德罗常数是（）
A.
B.9mC.2mD.18m
5下列说法正确的是（）
A.氮原子的质量就是氮的相对原子质量
B.氢氧化钠的摩尔质量是40g
C.1molH2SO4中含有1molH2
D.氩气的摩尔质量在数值上等于它的相对原子质量
6、0．8g某物质含有3.01*1022个分子，该物质的式量约为（）
A、8B、16C、64D、160
课后作业
1、71gNa2SO4中含有Na+和SO42-物质的量各是__________________
2、19.6gH2SO4中氧元素的质量_________________
3、含有1.5*1022个分子，其质量为2。
7g求分子质量
4、多少克H2SO4所含的分子数与3.6克10%盐酸所含溶质的分子数相等
5、0.2molKClO3中所含的Cl原子数与多少克CaCl2中所含的Cl-离子数相等。
引发学习兴趣，引出把微小物质扩大倍数形成一定数目的集体以便于方便生活，方便科学研究，方便相互交流
学生自学，师生一问一答，检验自学成果
进行化学史的教育，培养学生科学态度
引导学生自我总结公式
学生推导，教师巡视并指导
教师引发思考，学生展开讨论，一步步得出结论，有利于学生对概念的深入理解和推理，归纳能力的培养
学生讨论
学生阅读，
课题：
第二节化学计量在实验中的应用
（二）
------气体摩尔体积和阿伏加德罗定律
授课班级
课时
1
教
学
目
的
知识
与
技能
1、知道固、液、气态物质的一些特性，初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单计算
过程
与
方法
1、从分析研究影响固体、液体、气体体积的大小主要因素过程中，培养问题的意识，调动研究的主观欲望，体验归纳整理的过程，学习分析矛盾的主要方面和次要方面
情感
态度
价值观
1、通过影响物质体积大小的因素和气体摩尔体积的学习，培养与人合作的团队精神，善于合作学习，共同提高，在学习中感受化学世界的美丽、奇妙和和谐。
重点
气体摩尔体积
难点
决定物质体积的因素；气体摩尔体积
知
识
结
构
与
板
书
设
计
二、气体摩尔体积（molarvolumeofgas）
1、定义：
单位物质的量气体所占的体积
2、符号：
Vm
3、定义式：
Vm=
4、单位：
国际：
m3/mol常用：
L/mol
5、气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L
6、阿伏加德罗定律：
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子
教学过程
教学步骤、内容
教学方法、手段、师生活动
［复习］通过上一节课的学习，我们知道，1mol任何物质的粒子个数都相等，都约为6.02*1023个，1mol任何物质的质量都是以g为单位，在数值上等于构成该物质的粒子（分子，原子，离子等）的式量。
那么，1mol任何物质的体积又该如何确定呢？
［讲］1mol任何物质的质量，我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来，
［讲］若想要通过质量求体积，还需搭座什么桥呢？
（还需要知道物质的密度）
［问］质量、密度和体积三者之间的关系是什么？
［副板书］
＊密度
体积＝＝＝＝＝＝质量
密度÷
［讲］那么，请同学们思考一下，物质的体积与微观粒子间是否存在着一些关系呢？
也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种关系呢？
也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种联系呢？
让我们带着这个问题，亲自动手寻找一下答案。
请同学们填写教材P13上科学探究2
［投］科学探究
密度/g·L-1
1mol物质的体积
O2
1.429
22.4
H2
0.0899
22.4
2、下表列出了0℃、101kPa（标准体积）时O2和H2的密度，请计算出1molO2和H2的体积
密度/g·cm-3
质量g
体积cm3
Fe
7.86
56
7.2
Al
2.70
27
10
H2O
0.998
18
18
H2SO4
1.83
98
53.6
下表列出了20℃时几种固体和液体的密度，请计算出1mol这几种物质的体积
［讲］请同学们根据计算结果，并参照投影上1mol几种物质的体积示意图，分析物质的存在状态跟体积的关系
［投影小结］
1、1mol不同的固态或液态的物质、体积不同
2、在相同状态下，1mol气体的体积基本相同
3、同样是1mol物质，气体和固体的体积相差很大。
（1molH2O在液态时是18mL，在100℃气态时约为3.06*104mL，相差约1700倍
［问］一堆排球、一堆篮球，都紧密堆积，哪一堆球所占体积更大？
如果球的数目都为一百个呢？
如果球和球之间都间隔1米，在操场上均匀地分布，哪一堆球所占总的体积更大？
［投影］液态水变成水蒸气的图的动画模拟。
［投影］固体Fe、液体H2O、气体CO2粒子间距示意图
［投影小结］
决定物质体积大小有三个因素：
①物质所含结构微粒数多少；
②微粒间的距离（固态、液态距离小，排列紧密，气态分子间排列疏松）
③微粒本身的大小（液态时小，气态时大）
［讲］在我们计算中，物质的粒子数是相同的，都是1mol，那么后两个因素对体积大小有什么影响呢？
［小结］对于固体和液体来说，粒子间距离非常小，主要取决于粒子本身的大小，对于气态来说，粒子间大小相差无几，主要取决于粒子间的距离。
［讲］现在我们清楚了固、液、气态体积的决定因素。
再进一步考虑，为什么相同外界条件下，1mol固态、液态物质所具有的体积不同，而1mol气体物质所具有的体积却基本相同？
［小结］在固态和液态中，粒子本身的大小不同决定了其体积不同，而不同的气体在一定的外界条件下，分子间的距离可看作近似相同，
同时，由我们所学的物理知识可知，粒子间距离主要受环境也就是温度和压强的影响，因此，在谈到气体体积时必须注明外界条件。
［过］事实上，在我们学习生活乃至科研领域，用得更多的气体的体积，而不是质量。
无数实验事实证明，外界条件相同时，物质的量相同的任何气体都含有相同的体积。
这给我们研究气体提供了很大的方便，为些，我们专门引出了气体摩尔体积的概念，这也是我们这节课所要学习的内容
［板书］二、气体摩尔体积（molarvolumeofgas）
1、定义：
单位物质的量气体所占的体积
［讲］气体摩尔体积即气体的体积与气体的物质的量之比
［板书］
2、符号：
Vm
3、定义式：
Vm=
4、单位：
国际：
m3/mol常用：
L/mol
［讲］我们为了研究方便，通常将温度为O℃，压强101kPa时的状况称为标准状态，根据大量实验事实证明，在标准状况下，1mol任何气体的体积都约是22.4L
［板书］5、气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L
［投影］注意：
1.为了研究的方便，科学上把温度为0°C、压强为101kPa规定为标准状态，用S·T·P表示。
2.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。
3.同温同压下，气体的体积只与气体的分子数目有关，而与气体分子的种类无关。
［点击试题］
判断正误
1.标况下，1mol任何物质的体积都约为22.4L。
2.1mol气体的体积约为22.4L。
3.标况下，1molO2和N2混合气（任意比）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.任何条件下，气体的摩尔体积都是22.4L。
6.只有在标况下，气体的摩尔体积才能是22.4L。
［思考］同温同压下，如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢?
所含的分子数呢?
［总结］因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变，各种气体在一定的温度和压强下，分子间的平均距离是相等的。
所以，同温同压下，相同体积气体的物质的量相等。
所含的分子个数也相等。
这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的，并被许多的科学实验所证实，成为定律，叫阿伏加德罗定律。
［板书］6、阿伏加德罗定律：
在相同的温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
［讲］对这一定律的理解一定要明确，适用范围为气体。
在定律中有四同：
“同温”、“同压”、“同体积”、“同分子数目”，三同就可定为一同。
［投影小结］
1、同温、同压下，同体积的两种气体必含有相同数目的分子
2、同T、P下，同分子数目的两种气体体积必然相同
3、同温下，两种气体体积相同，分子数也相同，则压强必然相等。
［总结］我们首先研究了影响物质的体积的因素有多种，对于气体，相同条件下，物质的量相同的气体含有相同的体积，为此，引入气体摩尔体积的概念。
标准状况下，气体摩尔体积的数值约为22.4L/mol。
只要同学们掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德
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