第二节化学计量在实验中的应用板书设计及意图

第二节　化学计量在实验中… 高中化学       人教2003课标版

1.使学生认识摩尔是物质的量的基本单位，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。

 2.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。

 3.使学生了解物质的量、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。

 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。

 [引言]古时有一个勇敢的小伙子想娶国王美丽的公主，国王出题刁难，其中一个问题是：10kg小米是多少粒？同学们你们能不能帮帮他？

 [思考、讨论、回答]

 [追问]这些方法中，那种方法最科学？

 [追问]谁能介绍几种生活中相似的例子?

 [讨论回答]箱、打、令、包、条…

 设计意图：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。

 [引入] 复习C + O2 =CO2指出化学方程式的意义。

 在实验中，我们可以取12 g C和32 g O2反应，而无法只取1个C原子和1个氧分子反应，那么12 g C中含多少个C呢？要解决这个问题，我们来学习“第2节 化学计量在实验中的作用”。

 [板书] 第二节 化学计量在实验中的作用

 [讲述]可称量物质与分子、原子和离子这些微观的看不见的粒子之间有什么联系？能否用一定数目的离子集体为单位来计量它们之间的关系。答案是肯定的。国际科学界建议采用“物质的量”将它们联系的。

  [板书]  一 、物质的量的单位—摩尔

 [讲解]物质的量也是与质量、长度一样的物理量是国际单位制中的7个基本物理量。单位为摩尔，符号为mol。

  [投影]         

 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      米（m）

时间         t       秒（s）

质量         m      千克（kg）

 温度        T      开尔文（K）

 发光强度    Iv     坎德拉（cd）

 电流        I       安培  （A）

 物质的量    n      摩尔（mol）

强调：1、物质的量表示物质所含微粒的多少，这四个字是一个整体，不得简化或增添任何字，物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。

 2、物质的量是以微观粒子为计量的对象，而这里的“粒子”是指构成物质的“基本单元”、这个基本单元可以是分子、原子、离子、中子、质子等单一粒子，也可以是这些粒子的特定组合。

 3、物质的量用符号“n”表示。

 [例举]氧气的物质的量为1 mol；水的物质的量为2 mol。（铁的质量为10 g）

 [反问]下列说法是否正确？

 氢的物质的量是3 mol、小米的物质的量是1 mol

 [讨论]学生讨论交流解决。

 [投影]练习：计算填空

一个分子或原子的质量

相对分子质量或原子质量

H2O

2．990×10－23 g

18

18 g水含多少分子

Al  

4．485×10－23 g

27

27 g Al含多少原子

 [回答]结果：都是6．02×1023个。

 [学生归纳、回答]大量实验证明，任何粒子或物质的质量以克为单位，在数值上与该粒子的相对原子质量相等时，所含的微粒数目都是6．02×1023个。

 [板书]1、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mol。6．02×1023/mol叫阿伏加德罗常数，符号：ＮＡ。

 [阅读]P12第3、4自然段

 [讲解]叙述时注意明确对象：微观粒子

 [板书] 2、摩尔质量：单位物质的量的物质的质量（M）

 单位：克／摩     符号：g／mol

 数值：等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。

[举例]Mg的摩尔质量：24 g／mol，KCl摩尔质量：74.5 g／mol,CO32－摩尔质量：60 g／mol。强调单位。

 [学生探究]物质的量（n）、阿伏加德罗常数(ＮＡ)、物质的微粒数（N）、摩尔质量(M)之间的关系.

 [板书]3、计算公式：

 n=N/ＮＡ       n=m/M

 [练习]学与问

 [辨析]

 1 mol O2的质量是 32 g/mol

 OH-的摩尔质量是17 g

 1 mol H2O的质量是18 g/mol

 CO2的摩尔质量是44 g/mol

 [思考]通过以上学习的我们知道1 mol微粒的质量，那么1 mol微粒体积怎样求？

 [阅读]科学视野：

 [讲述] 由于在1 mol任何物质中的粒于数目都是相同的，都约是6.02×1023。因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。   

在1 mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。所以，l mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。

 [学生讨论] 对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。（补充板书）而不同气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所以1mol任何气体的体积基本相同。这里我们就引入了气体摩尔体积。

 结论：相同条件下，1mol 气体的体积主要决定于分子间的距离。

 [引导] 请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。

 [板书]二、 气体的摩尔体积

 单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。（提问：为什么液体、固体没有摩尔体积）

 n=V/Vm

 (标准状况下：Vm=22.４L/mol)

 [小结]略

 [作业]一、填空：

 1、1 mol H2O含           个H2O；           mol H              mol 质子。

 2、0.5 mol H2SO4中含         个H，           mol O，           mol 电子。

 3、0.2 mol H3PO4有相同H原子数的HNO3为         mol，有相同氧原子数的H2SO4有               个 ，有相同的分子数的HCl 有            mol，有相同原子总数的NH3             mol。

 4、0.2 mol NaOH含Na+        mol， 含OH－    mol，与        mol Ba（OH）2所含OH－ 相同。

教学过程设计：

 【导入新课】 我们在初中学习过溶液中溶质的质量分数，应用这种表示溶液浓度的方法，可以计算一定质量的溶液中所含溶质的质量。但是，很多化学反应都在溶液中进行，对于溶液我们通常不称其质量，而是量它的体积。同时，在化学反应中，反应物与生成物物质的量相互间有一定的关系： 例如：2NaOH～H2SO4 2mol∶1mol 在化学反应的溶液中如何体现出溶质的物质的量之比为2:1呢？

【讲述】初中时学习过的溶液中溶质的质量分数，在使用时有很多不方便之处。溶质如果是固体物质，还可以称量，如果是气体或液体，称量它的质量就很不方便。至于溶液的质量就更不好称量，实验室常用量筒来量液体的体积。

【设问】能否用所量出的溶液的体积来表示溶质的物质的量之比为2∶1呢？

【过渡】知道一定体积的溶液里含有多少摩溶质，运算起来很方便。通常我们取溶液的体积为1L。而物质的量浓度的溶液就是使用溶液的体积，用升做单位。

【板书】 【设问】溶质的量在溶液中用什么表示呢？

【板书】 一、物质的量浓度 单位通常是用mol／L表示。

【讲述】（1）溶液体积为1升，而不是溶剂体积是1升； （2）溶质是物质的量表示，而不是用摩尔质量表示。

【投影】课堂练习 1．用5molNaOH配成500mL溶液，其浓度为___mol／L，取5mL该溶液，其浓度为___mol／L。

【设问】如何应用所学的知识进行计算？

 【设问】5mL与500mL的NaOH溶液，它们所含的溶质的物质的量（或质量）相等吗？你能举出生活中的例子来说明吗？

【投影】课堂练习 2．从1L1mol／LNaCl溶液中，分别取出100mL、10mL和1mL溶液，它们的物质的量浓度是否相等？所含溶质各是多少克？ 【过渡】物质的量浓度的溶液是生产上和科学实验上常用的一种表示溶液组成的重要方法。因此，我们要学会配制物质的量浓度的溶液。 【板书】二、物质的量浓度溶液的配制 例：配制100mL0.5mol／L的CuSO4溶液。 【设问】配置溶液的第一步首先应知道什么？ 【板书】1．计算 【设问】⑴实验室中只存在胆矾晶体,我们可以来计算出所需的溶质的质量,那么如何计算出需要胆矾的质量？⑵若所取溶质为液体，应如何取？ 【板书】2．称量 【设问】用托盘天平来称量固体药品应注意哪些？ 【演示】称量12.5g胆矾晶体。 【设问】若称量有腐蚀性的物质，例如：NaOH能否放在纸上称量？应如何称量？ 【讲述】我们配制溶液用的主要仪器之一是容量瓶。容量瓶是配制准确浓度溶液的仪器，它上边标有温度和体积。 【设问】⑴容量瓶上边标有温度和体积说明了什么？ ⑵能否用容量瓶来溶解固体物质？

【板书】3．溶解

【设问】根据我们前面所学的知识，溶解固体物质应在哪儿溶解？用到哪些仪器？在溶解过程中还应注意哪些问题？

【演示实验】用小烧杯加水溶解12.5g胆矾，并用玻璃棒搅拌。

【设问】溶质溶解后是否可马上放到容量瓶中呢? 【讲述】把溶解好的溶液冷却后,从小烧杯转移到100mL的容量瓶里。

【板书】4．转移

【讲述】把小烧杯里的溶液往容量瓶中转移，由于容量瓶的瓶口较细，为避免溶液洒出，用玻璃棒引流。

【演示】把小烧杯里的溶液沿玻璃棒转移到容量瓶中。

【设问】烧杯和玻璃棒是否需要处理？应如何处理？

【讲述】为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，应该用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒二、三次。

 【板书】5．洗涤

【讲述】当往容量瓶里加蒸馏水时，距刻度线2～3cm处停止，为避免加水的体积过多，改用胶头滴管加蒸馏水到刻度线，这个操作叫做定容。

【板书】6．定容 【设问】定容时如果不小心水加多了，可否用胶头滴管取出多余的溶液呢？

【讲述】所以，定容失败，只好重新做。定容时还要注意凹液面下缘和刻度线相切，眼睛视线与刻度线呈水 平，不能俯视或仰视，否则，都会造成误差。最后把容量瓶瓶塞塞紧，把容量瓶倒转过来摇动多次，使溶液混合均匀叫做摇匀。

【板书】7．摇匀 【设问】容量瓶摇匀的操作具有特殊性,那么应如何操作呢?

【演示】摇匀后，再把配好的溶液倒入试剂瓶中，盖上瓶塞，贴上标签。

【设问】在溶液配制过程中哪些操作可能引起溶液浓度的误差？定容时若俯视或仰视刻度线，对溶液的浓度有何影响？

【小结】①物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数一样，都是用来表示溶液组成的，但在应用中物质的量浓度有很多方便之处。 单位是mol／L。 ③配制物质的量浓度溶液的操作步骤：计算、称量（或量取）、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签。

【作业】课本第61页，第1题⑴⑸⑹，第⒊题⑵⑶。

【随堂检测】（1）配制200mL0.1mol／L的NaCl溶液，需NaCl的质量为多少克？

（2）欲配制1mol／L的氢氧化钠溶液250mL，完成下列步骤：

①用天平称取氢氧化钠固体___g。 ②将称好氢氧化钠固体放入___中加___蒸馏水将其溶解，待___后，将溶液沿___移入___mL的容量瓶中。 ③用少量蒸馏水冲洗___次，将冲洗液移入___中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度偏___（低或高）。 ④向容量瓶内加水至刻度线___时，改用___小心加水至溶液凹液面与刻度线相切，若加水超过刻度线，会造成溶液浓度偏___，应该___。 ⑤最后盖好瓶盖___，将配好的溶液移入___中并贴好标签。

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　

 [引言]古时有一个勇敢的小伙子想娶国王美丽的公主，国王出题刁难，其中一个问题是：10kg小米是多少粒？同学们你们能不能帮帮他？

 [思考、讨论、回答]

 [追问]这些方法中，那种方法最科学？

 [追问]谁能介绍几种生活中相似的例子?

 [讨论回答]箱、打、令、包、条…

 设计意图：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。

 [引入] 复习C + O2 =CO2指出化学方程式的意义。

 在实验中，我们可以取12 g C和32 g O2反应，而无法只取1个C原子和1个氧分子反应，那么12 g C中含多少个C呢？要解决这个问题，我们来学习“第2节 化学计量在实验中的作用”。

 [板书] 第二节 化学计量在实验中的作用

 [讲述]可称量物质与分子、原子和离子这些微观的看不见的粒子之间有什么联系？能否用一定数目的离子集体为单位来计量它们之间的关系。答案是肯定的。国际科学界建议采用“物质的量”将它们联系的。

  [板书]  一 、物质的量的单位—摩尔

 [讲解]物质的量也是与质量、长度一样的物理量是国际单位制中的7个基本物理量。单位为摩尔，符号为mol。

  [投影]         

 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      米（m）

时间         t       秒（s）

质量         m      千克（kg）

 温度        T      开尔文（K）

 发光强度    Iv     坎德拉（cd）

 电流        I       安培  （A）

 物质的量    n      摩尔（mol）

强调：1、物质的量表示物质所含微粒的多少，这四个字是一个整体，不得简化或增添任何字，物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。

 2、物质的量是以微观粒子为计量的对象，而这里的“粒子”是指构成物质的“基本单元”、这个基本单元可以是分子、原子、离子、中子、质子等单一粒子，也可以是这些粒子的特定组合。

 3、物质的量用符号“n”表示。

 [例举]氧气的物质的量为1 mol；水的物质的量为2 mol。（铁的质量为10 g）

 [反问]下列说法是否正确？

 氢的物质的量是3 mol、小米的物质的量是1 mol

 [讨论]学生讨论交流解决。

 [投影]练习：计算填空

一个分子或原子的质量

相对分子质量或原子质量

H2O

2．990×10－23 g

18

18 g水含多少分子

Al  

4．485×10－23 g

27

27 g Al含多少原子

 [回答]结果：都是6．02×1023个。

 [学生归纳、回答]大量实验证明，任何粒子或物质的质量以克为单位，在数值上与该粒子的相对原子质量相等时，所含的微粒数目都是6．02×1023个。

 [板书]1、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mol。6．02×1023/mol叫阿伏加德罗常数，符号：ＮＡ。

 [阅读]P12第3、4自然段

 [讲解]叙述时注意明确对象：微观粒子

 [板书] 2、摩尔质量：单位物质的量的物质的质量（M）

 单位：克／摩     符号：g／mol

 数值：等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。

[举例]Mg的摩尔质量：24 g／mol，KCl摩尔质量：74.5 g／mol,CO32－摩尔质量：60 g／mol。强调单位。

 [学生探究]物质的量（n）、阿伏加德罗常数(ＮＡ)、物质的微粒数（N）、摩尔质量(M)之间的关系.

 [板书]3、计算公式：

 n=N/ＮＡ       n=m/M

 [练习]学与问

 [辨析]

 1 mol O2的质量是 32 g/mol

 OH-的摩尔质量是17 g

 1 mol H2O的质量是18 g/mol

 CO2的摩尔质量是44 g/mol

 [思考]通过以上学习的我们知道1 mol微粒的质量，那么1 mol微粒体积怎样求？

 [阅读]科学视野：

 [讲述] 由于在1 mol任何物质中的粒于数目都是相同的，都约是6.02×1023。因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。   

在1 mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。所以，l mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。

 [学生讨论] 对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。（补充板书）而不同气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所以1mol任何气体的体积基本相同。这里我们就引入了气体摩尔体积。

 结论：相同条件下，1mol 气体的体积主要决定于分子间的距离。

 [引导] 请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。

 [板书]二、 气体的摩尔体积

 单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。（提问：为什么液体、固体没有摩尔体积）

 n=V/Vm

 (标准状况下：Vm=22.４L/mol)

 [小结]略

 [作业]一、填空：

 1、1 mol H2O含           个H2O；           mol H              mol 质子。

 2、0.5 mol H2SO4中含         个H，           mol O，           mol 电子。

 3、0.2 mol H3PO4有相同H原子数的HNO3为         mol，有相同氧原子数的H2SO4有               个 ，有相同的分子数的HCl 有            mol，有相同原子总数的NH3             mol。

 4、0.2 mol NaOH含Na+        mol， 含OH－    mol，与        mol Ba（OH）2所含OH－ 相同。