《化学计量在实验中的应用》教学教案设计

《化学计量在实验中的应用》教学教案设计

　　教学目标

　　知识与技能

　　①了解物质的量及其单位，了解物质的量与微观粒子数之间的关系；

　　②通过对1 mol物质质量的讨论，理解摩尔质量的概念以及摩尔质量和相对原子质量、相对分子质量之间的关系；

　　③通过对摩尔质量概念的理解，让学生了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系；

　　④通过对1 mol物质体积的讨论，理解气体摩尔体积的概念；

　　⑤通过对气体摩尔体积概念的理解，让学生了解物质的量、气体摩尔体积和气体的体积之间的关系；

　　⑥理解物质的量浓度的概念，掌握与物质的量浓度有关的计算、分析方法；

　　⑦通过活动探究，使学生掌握一定物质的量浓度溶液配制的基本要领和技巧；

　　⑧通过交流讨论，让学生从物质的量的角度认识化学反应。

　　过程与方法

　　①通过对物质的量概念的理解，尝试从定量的角度去认识物质，体会定量研究方法对研究和学习化学的重要作用；

　　②通过配制一定物质的量浓度的溶液，体验以实验为基础的实例研究方法，能独立地与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，并对实验结果进行研究讨论。

　　情感态度与价值观

　　①通过亲自实验配制溶液，体验化学实验的严谨性，培养端正耐心的学习态度和实事求是的科学精神；

　　②通过对实验结果的分析讨论，培养学生尊重科学、求真务实的科学态度；

　　③在探究中学会与同学之间的交流合作，体验科学的艰辛和乐趣。

　　教学重点与难点

　　教学重点：

　　①物质的量及其单位、阿伏加德罗常数； ②摩尔质量概念和有关摩尔质量的计算；③物质的量浓度的概念及有关计算； ④一定物质的量浓度的溶液的配制方法。

　　教学难点：

　　①物质的量概念的教学； ②摩尔质量、气体摩尔体积概念的建立； ③物质的量浓度的概念及有关计算。

　　教学方式

　　本节课属于概念教学课，根据概念教学的一般原则，主要运用讲授方式、形象化的启发式教学法、类比逻辑方法，帮助学生理解概念，掌握概念，并灵活应用概念。对于概念课的教授，因为抽象、理解难度大，学生相对会缺乏学习兴趣，所以应该激发学生的学习积极性，在概念引入时强调它在化学中的必要性，激发学生学习的紧迫感。另外，在教学中一定要注意教学过程的逻辑性，用思维的逻辑性吸引学生的`注意力。

　　学生在初中学习了原子、分子、电子等微观粒子，学习了化学方程式的意义和常用的物理量及其对应的单位，这是学习本节课的知识基础，但是本节课的概念多，理解难度大，而且学生还没有适应高中的化学学习，所以教师应注意从学生认识基础出发，加强直观性教学，采用设问、类比启发、重点讲解并辅以讨论的方法，引导学生去联想，运用迁移规律，使学生在轻松的环境中掌握新知识。在实验课中，要注重让学生自己去尝试并探讨，在过程中感受和学习。

　　第一课时：物质的量的单位——摩尔

　　引入

　　教师：买大米时我们一般论斤买而论“粒”就不方便，一斤就是许多“粒”的集体；买纸可以论张买，但是买多了论“令”就比较方便，“令”就是500张的集体，买矿泉水我们可以论瓶买，但买多的也可以论箱买，一箱就是24瓶的集体等等。那么化学中的粒子论个可能数不清，我们能否引入一个新的物理量解决这个问题呢？

　　我们在初中已经知道分子、原子、离子等我们肉眼看不见的微观粒子，它们可以构成我们看得见的、客观存在的，具有一定质量的宏观物质。这说明，在我们肉眼看不见的微观粒子与看得见的宏观物质之间必定存在某种联系。例如我们已经知道反应：

　　2H2 + O2 2H2O

　　微观角度：2个氢分子 1个氧分子 2个水分子

　　宏观角度： 4 g 32 g 36 g

　　从上述方程式我们可以看到什么呢?

　　学生：看到反应物、生成物的数目和质量关系。

　　教师：从方程式我们可以知道，微观上2个氢分子和1个氧分子可以反应生成2个水分子。而分子和原子是极微小的粒子，一滴水中就大约含有1．7万亿亿个水分子，如果一个个去数，即使分秒不停，一个人穷其一生也无法完成这个工作。在日常化工生产中我们更不可能数出一定个数的氢分子和一定个数的氧分子进行反应，而根据初中我们学习的知识也知道，从宏观上4 g的氢气和32 g的氧气完全反应生成36 g的水，所以我们知道，4 g的氢气所含的氢分子数必是32 g的氧气的2倍，那我们怎样才能既科学又方便地知道一定量氢气中含有多少个氢分子呢?所以，这里需要一个“桥梁”，需要一个物理量把宏观质量和微观粒子数联系起来，这个物理量就是“物质的量”。

　　(采用实例引入的方法来创设情境，使学生明白“物质的量”这一个物理量在化学中存石的必要性，激发他们学习的积极性。)

　　教师：第14届国际计量大会通过以“物质的量”作为化学计量的基本单位量，至此，物质的量和长度、质量、时间等成为国际单位制中的7个基本单位。

　　物质的量及摩尔

　　(投影)

　　物理量 单位名称 单位符号

　　长度 米 m

　　质量 千克(公斤) kg

　　时间 秒 S

　　电流 安[培] A

　　热力学温度 开[尔文] K

　　物质的量 摩[尔] mol

　　发光强度 坎[德拉] cd

　　我们用长度来表示物质的长短，用温度来表示物体的冷热程度，物质的量是用来表示物质所含粒子数的集合，用符号n表示。物质的量的单位为摩尔，符号为mol。

　　教师：在我们的计量上，多长为1米呢?“米”这个单位是如何得来的呢?

　　(对于这个问题，学生一开始常常会毫不思索地回答：10分米为一米。但很快他们又会意识到1分米又是多少呢?10厘米?那1厘米又是多少呢?……然后大家发现这是一个无尽的循环，这个问题旨在让学生明白在国际单位中，1米的长短，1 mol的多少都是人为规定的，这里常是学生很难理解的地方。)

　　教师：国际计量组织规定光在真空中于1/299 792 458秒时间间隔内所经路径的长度为1 m。同样，也规定了含有6.02×1023个粒子的物质为1 mol。1 mol就像我们平时所说的一打、一箱一样，表示的是数量的集体。一个箱子能装多少瓶饮料，这取决于我们做多大的箱子，也就是说我们可以定义这个集合单位。“摩尔”这个单位能包含多少个粒子?这也是由我们定义的。

　　(投影) 集体一个体×规定的较大数目

　　1打＝ 1个×12； 1令 ＝ 1张×500； 1 mol ＝ 1个×6．02×1023

　　(高一学生思维能力的发展正是从形象思维到抽象思维的过渡时期，形象思维多于抽象思维，对抽象概念的学习，一般离不开感性材料的支持。因此，以学生熟悉的、身边的真实现象来迁移类比，使学生从感知概念到形成概念，使学生容易理解，激发了学习的兴趣。)

　　教师：我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。摩尔简称摩，符号为mol。

　　阿伏加德罗常数

　　1mol任何粒子的数目又叫阿伏加德罗常数。阿伏加德罗是意大利物理学家，因他对6.02×1023这个数据的测得有很大的贡献，故用其名来命名，以示纪念。表示为

　　NA＝6.02×1023mol—1。

　　1 mo1粒子所含粒子数＝阿伏加德罗常数的数值。

　　请根据上述说明回答下列问题：

　　(1)1 mo1 O2的分子数约为___________，2.5 mol SO2的分子数为___________；

　　(2)3.01×1023个CO2的物质的量是______mol，其中碳原子的物质的量是________；

　　(3)1.204× 1023个H2O的物质的量是_____mo1，其中氢原子的物质的量是________。

　　(4)N个C的物质的量是___________mol。

　　根据以上四个小题，能否得出物质的量(n)，阿伏加德罗常数(NA)与粒子数(N)的关系?

　　学生：交流讨论，得出： 。

　　教师：例：现有CO、CO2、O3三种气体，它们含有的氧原子个数之比为1∶2∶3，则这三种气体的物质的量之比为 ( )

　　A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶2∶1 D、6∶3∶2

　　学生：讨论得出A答案。并且总结出：粒子的数目之比等于物质的量之比。

　　(学生普遍觉得非常困难，弄不清原子数与分子数之间的关系，要回答好这个问题，必须

　　过两道关：(1)知道相同物质的量的CO、CO2、O3三种气体，氧原子数之比为1∶2∶3；根据n＝N／NA推断，粒子的数目之比等于物质的量之比。)

　　教师：最后，让我们一起来感受一下：

　　(1)如果把6.02×1023个直径为2.5 cm的硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240.8亿次。

　　(2)如果把6.02×1023粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年。

　　(学生非常惊奇，更加意识到使用物质的量这个粒子集体的重要性，也不会再用物质的

　　量去描述宏观物质。)

　　物质的量的使用注意事项

　　教师：下列说法是否正确：

　　1 mol人 1 mol细菌 1 mol氧气分子 1 mol质子

　　学生：讨论并回答，1 mol人肯定是错的，1 mol细菌、1 mol质子、1 mol氧气分子是对的。

　　(“1 mol人”，学生都会很快反应是错误的，但1mol细菌很多学生会认为细菌是很小的，

　　是微观的，所以这种说法应该是正确的，所以借此要澄清学生的认识误区，不要认为只要是微观的概念就可以用摩尔来表示，应该是微观的物质粒子才行。)

　　教师：对于物质的量这一个新的物理量，在应用时应注意以下几个问题：

　　(1)物质的量及其单位——摩尔只适用于微观粒子如原子、分子、离子、质子、电子、中子等。不是用于宏观物质如：l mol人、1 mol大豆都是错误的。

　　(2)使用物质的量单位——摩尔时必须指明物质粒子的名称，不能笼统地称谓。1mol氧、1 mol氢就是错误的。只能说：l mol氧分子或1 mol氧原子。

　　(3)只要物质的量相同的任何物质，所含微粒数相同，反之也成立。

　　作业设计

　　1．“物质的量”是指 ( )

　　A、物质的质量 B、物质的微观粒子数 C．物质的质量与微观粒子数

　　D．能把物质的质量同微观粒子数联系起来的一个基本物理量

　　2．下列说法中正确的是 ( )

　　A．1 mol氧 B．1 mol H2SO4 C．1 mol米 D．1 mol面粉

　　3．在．1 mol H2O中 ( )

　　A．含1 mol H B．含6.02×1023个氢原子

　　C．含6.02×1023个水分子 D．含3.01×1023个氧原子

　　4．在0.5 mol Na2SO4中，含有的Na+数约为 ( )

　　A．3.01×1023 B．6.02×1023 C．0.5 D．1

　　5．1 mol下列气体中所含原子数最多的是 ( )

　　A． H2 B．CO2 C．CH4 D．O2

　　6．将1 mol CO与1 mol CO2相比较，正确的是 ( )

　　A．分子数相等 B．原子数相等 C．电子数相等 D．质子数相等

　　7．氢原子数目为9.03×1023的NH3是 ( )

　　A．1.5 mol B．1 mol C．0.5 mol D．2 mol

　　8．下列说法中正确的是(NA代表阿伏加德罗常数的值) ( )

　　A．1 mol N2和1 molCO所含的分子数都是NA

　　B．1 mol H2和1 mol CO2所含的原子数都是NA

　　C．1 mol CO和1 mol CO2所含的氧原子数都是NA

　　D．1 mol H2 SO4和1 mol H3PO4所含的原子数都是4NA

　　9．物质的量相同的甲烷和氨气具有不同的 ( )

　　A．电子数目 B．质子数目 C．分子数目 D．原子数目

　　10．相同物质的量的SO2和SO3，所含分子的数目之比为_______，所含O的物质的量

　　之比为_______ 。

　　答案：1．D 2．B 3．C 4．B 5．C 6．A 7．C 8．A 9．D

　　10．1：1 2：3