第二节化学计量在实验中的应用教案及板书设计

第二节　化学计量在实验中… 高中化学       人教2003课标版

 知识与技能：

（1）知道摩尔是物质的量的基本单位，了解阿伏加德罗常数的含义；

（2）初步学会物质的量、物质的微粒数之间的转换关系；

（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。

 过程与方法：

（1）通过理解和练习初步学会物质的量、微粒数之间的简单计算；
（2）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；

（3）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。

 情感态度与价值观：

（1）通过对概念的透彻理解，培养学生严谨、认真的学习态度，使学生掌握科学的学习方法；

（2）结合概念的理解与应用，使学生领悟到运用微观与宏观的相互转化是研究化学学科的基本方法之一。

（1）学生知识基础：初步的微粒观，知道物质是由分子、原子、离子等看不见的微观粒子构成的，微粒总是不断地运动，微粒间有一定的间隔，微粒间按照一定的比例构成化学物质，可以用化学式表示。原子可以再分，构成原子的微粒有质子、中子、电子。同时，已经知道长度、质量、时间、电流等物理量以及其对应的单位，而物质的量是一个物理量，是国际七个基本物理量之一，但是对于表示微观的粒子的集合体——物质的量这一抽象的概念比较难以理解；

（2）学生生活经验：学生已有的生活中的计量常识，如一打啤酒、一令纸、一袋大米等，学生已有堆量的意识，因此可以从该方面先引入单位——摩尔；

（3）新课学习之前，学生心理特征分析：学生预习时，可能会发现该节知识概念较难理解，难免有畏惧心理，因此在新课的引入部分，需要充分的铺垫，由学生已有知识基础出发，层层引入，让学生更好地接受新概念，消除学生的畏惧心理。

重点：

（1）理解物质的量是一种物理量，摩尔是物质的量的单位，能够进行物质的量、微粒数之间的简单换算。

（2）理解摩尔质量的含义，能够进行物质的量、微粒数、质量之间的简单换算。

难点：

（1）理解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义；

（2）较为熟练地运用计算公式。

（多媒体）（生活中的计量）

讲述：我们会说买几件衣服，餐巾纸买几包或几盒，大米买几袋或几千克。可以发现较大的物体以个体来计量，较小的物体以集合体来计量，通常由多个个体组成一个集合体，再给它一个新的量词。如：10纸张为一包， 10千克大米为一袋，这样给我们的生活带来了便利。

追问：大家有没有想过为什么不说一袋米有多少粒呢？

过渡：因为它很小，数它是不可取的，而且也没必要；一粒米也不能做饭。所以必须由单个个体组成集体后才有使用价值，而且物体越小，个体的使用价值也越小，就越有必要组建集体。一粒米已经较小了，但米是最小的物体吗？

学生：当然不是。

教师：对！至少米还是能够看见，而在化学的微观世界里还有许多看不见的物体，我们称“微观粒子”。如：分子、原子、质子、中子、电子等。

讲述：我们学过用“个”来描述分子和原子。你知道，一滴水里有多少个水分子？ 1.67×10²¹个。说明以单个来计量是不可取的，大家想一下：单个微粒能否使用呢？如喝水时说：给我10个水分子，行吗？大家还知道水在通电的条件下生成氢气和氧气，那能否从中取出二个水分子进行通电呢？

学生：不行，因为微粒太小（看不见、摸不着）

教师：那如何表示呢？（多媒体）

讲述：我们可以用许多个微粒组成一个“集合体”来表示，在十四届的国际计量大会上决定称它为“摩尔”，是音译的词。“摩尔”跟上面“千克”的地位一样，都是一个单位，而且是一个国际单位。

那么这个表示微粒的集合体的物理量叫什么呢？它就是我们今天要学习的物质的量。

新课学习：

第二节 化学计量在实验中的应用

一、物质的量（符号：n）

1、定义：表示含有一定数目粒子的物理量。

2、符号：n

3、单位：摩尔，简称摩；单位符号用mol表示。

讲述：刚刚我们说过“摩尔”跟“千克”的地位是一样的，是一个国际单位，那么它所对应的物理量——“物质的量”也是国际单位制中7个基本物理量之一。

（多媒体：国际单位制(SI)的7个基本单位）

讲述：像单位米对应物理量长度，用来衡量物体的长短，千克对应质量，用来衡量物体的重量，而摩尔对应物质的量，用来衡量微粒数目的多少。

过渡：另外，我们看一下，使用物质的量的时候应该注意些什么？

4、注意事项：

（1）“物质的量”是一个物理量的全称，是一个专有名词，不能写成“物质量”或“物质的质量”。

（2）物质的量只表示微观粒子，如原子、分子、离子、质子、中子、电子和原子团等，不能描述宏观物质。

（3）用摩尔为单位表示某物质的物质的量时，必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。如：1 mol H、1 mol H^＋、 1 mol H₂ ，不能用 “1 mol 氢”这样含糊无意义的表示。（1 mol 氢既可以指1 mol 氢分子，也可以指1 mol 氢原子，所以这样表述是没有意义的。）

练习一：指出下列物质的意义及表示方法。

1mol H₂O：1mol水分子  n(H₂O)=1mol

2mol H：2mol氢原子  n(H)=2mol

1mol O：1mol氧原子  n(O)=1mol

1个水分子中含有___个氢原子，___个氧原子。

1mol H₂O中含有___mol H，___mol O。

过渡：好，我们再来说说摩尔这个单位，单位其实人为规定的标准，我们说一袋大米，那么指定10千克为一袋就是标准，又比如说，长度单位是“米”，那么1米有多长？（1米差不多这么长，手比划）其实这些标准是人为规定的，但并不是胡乱规定的，有一定的科学性及实用价值，这么长为1米，人们日常生活中使用起来方便。那么1 摩尔的标准是多少呢？

讲述：科学家们通过研究并规定：1mol粒子所含的粒子数与12g12C中所含的碳原子数相同。

思考：0.012kg12C所含的碳原子的数目是多少呢？

      （已知每个12C原子质量为：1.993×10^-23克）

所含碳原子数目=12g ÷（1.993×10^-23）≈6.02×10²³ 个

结论：1mol粒子所含的粒子数约6.02×10²³ 个微粒。

讲述：同时，人们把1mol任何粒子的粒子数就称为阿伏加德罗常数。

二、阿伏加德罗常数：

1、标准：1mol粒子所含的粒子数与12g12C中所含的碳原子数相同。
2、定义：1mol任何粒子的粒子数。
3、符号：N_A，近似用6.02×10²³mol^-1表示。

讲述：这里要注意一下，阿伏加德罗常数是准确值，近似取6.02×10²³/mol。其实阿伏加德罗常数就像我们数学学习过的圆周率π一样，π是个准确值，而近似取值为3.14。

练习二：下列描述是否正确。

(1)1molH₂O所含的分子数为N_A个。

(2)1molH₂O所含的分子数为6.02×10²³个。

(1)正确；    (2)约为6.02×10²³个。

推导：微粒数(N) 与物质的量(n)之间的关系

讲述：刚刚讲了1mol所含粒子数约为6.02×10²³，那么2mol所含粒子数就约2× 6.02×10²³，3mol所含粒子数就约3× 6.02×10²³，以此类推，n mol所含粒子数就约n× 6.02×10²³。多少摩尔所含粒子数也就是粒子总数，用N表示，N=n×N_A。

练习三：填空（NA取值6.02×10²³）

① 1mol Fe含有__________个铁原子； 

② 1mol水分子含_______mol氢原子， _______mol氧原子；

③ 1mol水分子含__________个氢原子，_________个氧原子。

思考：1mol任何物质所含的粒子数相同，那1mol的物质的质量相同吗？

（多媒体给出碳、氧气、水、二氧化碳等物质）

结论：1mol任何粒子的质量以克为单位时，数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

三、摩尔质量
1、定义：单位物质的量的物质所具有的质量。

2、符号：M
3、单位：g/mol
4、数值：与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

讲述：现在我们知道了摩尔质量（M），假如给你物质的质量（m），那么我们是不是能求出该物质的物质的量呢？由此，我们可以得到物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)的关系：n=m／M， 也可以求出该物质的质量：m=M×n。   

练习四：（相对原子质量 Fe：56   Cl：35.5  O：16   H：1）

①Fe的摩尔质量是_____，FeCl₂的摩尔质量是_______，2 mol FeCl₂的质量是_____。

②H₂O的摩尔质量是______， 2mol的水是______g；90g水是____mol。

总结：

1.物质的量(n)，它的单位是摩尔(mol)，阿伏加德罗常数(N_A)以及摩尔质量(M)。

2.物质的量、质量和粒子数之间的转化关系。

通过转化关系，我们知道物质的量是非常重要的，物质的量是联系肉眼看不见的微粒和宏观可称量的物质的桥梁。

第二节　化学计量在实验中的应用　

第二节　化学计量在实验中的应用　

（多媒体）（生活中的计量）

讲述：我们会说买几件衣服，餐巾纸买几包或几盒，大米买几袋或几千克。可以发现较大的物体以个体来计量，较小的物体以集合体来计量，通常由多个个体组成一个集合体，再给它一个新的量词。如：10纸张为一包， 10千克大米为一袋，这样给我们的生活带来了便利。

追问：大家有没有想过为什么不说一袋米有多少粒呢？

过渡：因为它很小，数它是不可取的，而且也没必要；一粒米也不能做饭。所以必须由单个个体组成集体后才有使用价值，而且物体越小，个体的使用价值也越小，就越有必要组建集体。一粒米已经较小了，但米是最小的物体吗？

学生：当然不是。

教师：对！至少米还是能够看见，而在化学的微观世界里还有许多看不见的物体，我们称“微观粒子”。如：分子、原子、质子、中子、电子等。

讲述：我们学过用“个”来描述分子和原子。你知道，一滴水里有多少个水分子？ 1.67×10²¹个。说明以单个来计量是不可取的，大家想一下：单个微粒能否使用呢？如喝水时说：给我10个水分子，行吗？大家还知道水在通电的条件下生成氢气和氧气，那能否从中取出二个水分子进行通电呢？

学生：不行，因为微粒太小（看不见、摸不着）

教师：那如何表示呢？（多媒体）

讲述：我们可以用许多个微粒组成一个“集合体”来表示，在十四届的国际计量大会上决定称它为“摩尔”，是音译的词。“摩尔”跟上面“千克”的地位一样，都是一个单位，而且是一个国际单位。

那么这个表示微粒的集合体的物理量叫什么呢？它就是我们今天要学习的物质的量。

新课学习：

第二节 化学计量在实验中的应用

一、物质的量（符号：n）

1、定义：表示含有一定数目粒子的物理量。

2、符号：n

3、单位：摩尔，简称摩；单位符号用mol表示。

讲述：刚刚我们说过“摩尔”跟“千克”的地位是一样的，是一个国际单位，那么它所对应的物理量——“物质的量”也是国际单位制中7个基本物理量之一。

（多媒体：国际单位制(SI)的7个基本单位）

讲述：像单位米对应物理量长度，用来衡量物体的长短，千克对应质量，用来衡量物体的重量，而摩尔对应物质的量，用来衡量微粒数目的多少。

过渡：另外，我们看一下，使用物质的量的时候应该注意些什么？

4、注意事项：

（1）“物质的量”是一个物理量的全称，是一个专有名词，不能写成“物质量”或“物质的质量”。

（2）物质的量只表示微观粒子，如原子、分子、离子、质子、中子、电子和原子团等，不能描述宏观物质。

（3）用摩尔为单位表示某物质的物质的量时，必须指明物质微粒的名称、符号或化学式。如：1 mol H、1 mol H^＋、 1 mol H₂ ，不能用 “1 mol 氢”这样含糊无意义的表示。（1 mol 氢既可以指1 mol 氢分子，也可以指1 mol 氢原子，所以这样表述是没有意义的。）

练习一：指出下列物质的意义及表示方法。

1mol H₂O：1mol水分子  n(H₂O)=1mol

2mol H：2mol氢原子  n(H)=2mol

1mol O：1mol氧原子  n(O)=1mol

1个水分子中含有___个氢原子，___个氧原子。

1mol H₂O中含有___mol H，___mol O。

过渡：好，我们再来说说摩尔这个单位，单位其实人为规定的标准，我们说一袋大米，那么指定10千克为一袋就是标准，又比如说，长度单位是“米”，那么1米有多长？（1米差不多这么长，手比划）其实这些标准是人为规定的，但并不是胡乱规定的，有一定的科学性及实用价值，这么长为1米，人们日常生活中使用起来方便。那么1 摩尔的标准是多少呢？

讲述：科学家们通过研究并规定：1mol粒子所含的粒子数与12g12C中所含的碳原子数相同。

思考：0.012kg12C所含的碳原子的数目是多少呢？

      （已知每个12C原子质量为：1.993×10^-23克）

所含碳原子数目=12g ÷（1.993×10^-23）≈6.02×10²³ 个

结论：1mol粒子所含的粒子数约6.02×10²³ 个微粒。

讲述：同时，人们把1mol任何粒子的粒子数就称为阿伏加德罗常数。

二、阿伏加德罗常数：

1、标准：1mol粒子所含的粒子数与12g12C中所含的碳原子数相同。
2、定义：1mol任何粒子的粒子数。
3、符号：N_A，近似用6.02×10²³mol^-1表示。

讲述：这里要注意一下，阿伏加德罗常数是准确值，近似取6.02×10²³/mol。其实阿伏加德罗常数就像我们数学学习过的圆周率π一样，π是个准确值，而近似取值为3.14。

练习二：下列描述是否正确。

(1)1molH₂O所含的分子数为N_A个。

(2)1molH₂O所含的分子数为6.02×10²³个。

(1)正确；    (2)约为6.02×10²³个。

推导：微粒数(N) 与物质的量(n)之间的关系

讲述：刚刚讲了1mol所含粒子数约为6.02×10²³，那么2mol所含粒子数就约2× 6.02×10²³，3mol所含粒子数就约3× 6.02×10²³，以此类推，n mol所含粒子数就约n× 6.02×10²³。多少摩尔所含粒子数也就是粒子总数，用N表示，N=n×N_A。

练习三：填空（NA取值6.02×10²³）

① 1mol Fe含有__________个铁原子； 

② 1mol水分子含_______mol氢原子， _______mol氧原子；

③ 1mol水分子含__________个氢原子，_________个氧原子。

思考：1mol任何物质所含的粒子数相同，那1mol的物质的质量相同吗？

（多媒体给出碳、氧气、水、二氧化碳等物质）

结论：1mol任何粒子的质量以克为单位时，数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。

三、摩尔质量
1、定义：单位物质的量的物质所具有的质量。

2、符号：M
3、单位：g/mol
4、数值：与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

讲述：现在我们知道了摩尔质量（M），假如给你物质的质量（m），那么我们是不是能求出该物质的物质的量呢？由此，我们可以得到物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)的关系：n=m／M， 也可以求出该物质的质量：m=M×n。   

练习四：（相对原子质量 Fe：56   Cl：35.5  O：16   H：1）

①Fe的摩尔质量是_____，FeCl₂的摩尔质量是_______，2 mol FeCl₂的质量是_____。

②H₂O的摩尔质量是______， 2mol的水是______g；90g水是____mol。

总结：

1.物质的量(n)，它的单位是摩尔(mol)，阿伏加德罗常数(N_A)以及摩尔质量(M)。

2.物质的量、质量和粒子数之间的转化关系。

通过转化关系，我们知道物质的量是非常重要的，物质的量是联系肉眼看不见的微粒和宏观可称量的物质的桥梁。