第1章第3節(jié)化學中常用的物理量--物質的量

1、第1章第3節(jié) 化學中常用的物理量-物質的量 【教學目標】1.知識與技能目標：（1）使學生領會物質的量、摩爾、摩爾質量、阿伏伽德羅常數、氣體摩爾體積、物質的量濃度的基本含義。（2）使學生理解物質的量、摩爾質量、阿伏伽德羅常數、氣體摩爾體積、物質的量濃度等各物理量之間的相互關系，學會用物質的量來計量物質。（3）掌握用物質的量濃度來表示溶液的組成，掌握配制一定物質的量濃度溶液的方法。（4）學會用物質的量進行有關化學反應的簡單計算。2.過程與方法目標：（1） 通過引導學生對自己熟悉問題的分析，讓他們學會怎樣從中提煉總結出解決問題的科學方法。（2） 通過模擬科學家解決實際問題的探究活動，讓學生感受科學家

2、在面對實際問題時，如何分析、聯想、類比、遷移、概括和總結，如何建立數學模型，培養(yǎng)他們解決實際問題的能力。3.情感態(tài)度與價值觀目的：（1） 通過模擬科學家解決實際問題的探究活動，激發(fā)學生探索未知世界的興趣，讓他們享受到探究未知世界的樂趣。（2） 通過配制一定物質的量濃度溶液的實踐活動，培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和精神?！窘虒W重點、難點】1.知識上重點、難點：物質的量的含義和應用。2.方法上重點、難點：如何尋找、選擇解決問題的途徑，建立數學模型?！菊n前準備】學生課前探討，完成下列表格：假定我們有一簍面值一元的硬幣，假定每一硬幣的形狀、體積、質量是相同的，我們通過哪些方法或途徑可以知道這簍硬幣的個數

3、？序 號方 法 或 途 徑方法一方法二【教學過程】第 一 課 時交流、研討在開始今天的化學課之前，請同學們先回答我們布置的課前智力游戲：假定我們有一簍面值一元的硬幣，假定每一硬幣的形狀、體積、質量是相同的，我們通過哪些方法或途徑可以知道這簍硬幣的個數？ （媒體顯示）序 號方 法 或 途 徑方法一方法二方法三方法四方法五方法六方法七方法八直接數數先稱量出一個硬幣的質量，再用硬幣的總質量除以一個硬幣的質量先稱量出100個硬幣的質量，用硬幣的總質量除以100個硬幣的質量，再乘以100先稱量出一個硬幣的體積，再用硬幣的總體積除以一個硬幣的體積先稱量出100個硬幣的體積，用硬幣的總體積除以100個硬幣的

4、體積，再乘以100先測量出一個硬幣的厚度，再將硬幣壘起來，用硬幣的總厚度除以一個硬幣的厚度先測量出100個硬幣的厚度，再將硬幣壘起來，用硬幣的總厚度除以100個硬幣的厚度，然后乘以100用模具（比如一木板上刻有許多凹槽，每一凹槽中正好卡入10個硬幣）計量（銀行常用）建立模型 我把上述方法總結為兩種方法模型：直接計量和換算。前者直接獲得硬幣個數，后者通過引入中間物理量搭橋，換算出硬幣個數。講述、媒體顯示模型一：直接計量 （方法一）模型二：引入中間物理量換算 （方法二方法八）引言 下面我們來研究一個化學上經常遇到的宏觀物質的質量、體積與構成它的微觀粒子數之間的關系問題。也就是第三節(jié)所講述的內容。講

5、述、媒體顯示第三節(jié) 化學中常用的物理量物質的量一、物質的量、阿伏伽德羅常數、摩爾、摩爾質量引言首先我們來分析C + O2 = CO2 反應：講述、媒體顯示 C + O2 = CO2宏觀上： 12克 32克 44克微觀上： 1個C原子 一個O2分子 一個CO2分子聯想質疑實際生產或科學實驗中，碳、氧氣、二氧化碳是可稱量的，固體反應原料是按照一定的質量比例、氣體反應原料是按照一定的體積比例投入的，但化學反應是在碳原子與氧分子之間一個一個地進行的，碳原子、氧分子以及反應生成的二氧化碳分子都是難于稱量的微觀粒子，如何建立起宏觀物質的質量、體積和其所含微觀粒子數之間的聯系呢？或者說已知宏觀物質的質量或體

6、積，如何求出它所含有的微粒個數？已知微粒個數，如何求出它的質量或體積？媒體顯示宏觀物質質量、體積微粒個數思考探究結合前面解決一簍硬幣有多少個的方法模型，請盡可能多地列舉出知曉一定質量或體積的宏觀物質中含有多少個微觀粒子的方法或途徑。（以碳粉、碳原子為例說明）（媒體顯示）序 號方 法 或 途 徑方法一方法二方法三方法四方法五.一個一個地數先稱量出1個微觀粒子的質量，然后再用宏觀物質的質量除以1個微觀粒子的質量，計算出微觀粒子個數。先稱量出由某一數目的微觀粒子所組成的微粒集體的質量，然后再用宏觀物質的質量除以微粒集體的質量，再乘以微粒集體所含有的微粒數,計算出碳原子個數。先測量出1個微觀粒子的體積

7、，然后再用宏觀物質的體積除以1個微觀粒子的體積，計算出微觀粒子個數。先數出1cm3宏觀物質所含有的微觀粒子個數，然后再根據宏觀物質的總體積,計算出微觀粒子個數。.分析評價 方法一可以看作是屬于模型一的，直接計量；方法二五可以看作是屬于模型二的，引入中間物理量換算。微觀粒子的質量和體積都很小，我們無法用肉眼直接看見或計數，因此,我們可以否定方法一。同樣的理由，我們也可以排除方法二、方法四。由于不同的微粒的體積不一定相同，我們沒有1cm3的各種宏觀物質中所含微粒的個數的現成的數據，方法五不具有普遍性，如果采用方法五求一定質量物質中所含微觀粒子數，我們還需要做大量的工作。但我們有現成的表示原子相對質

8、量的相對原子量，只要我們適當確定方法三中構成微粒集體的微粒數目，使得這一微粒集體的質量是可以稱量的，也許我們能夠找到一條具有普遍意義的解決問題的有效途徑。建立模型根據方法三，我們把這一微觀粒子集體所含微粒數目暫定為NA個，建立下列數學模型：講述、媒體顯示 物質所含微粒數×NA引導點撥 如何確定這“一定數目NA”，這“一定數目NA”究竟為多少比較適宜呢？國際上規(guī)定：0.012kg12C所含碳原子數目即為NA。這樣規(guī)定有什么好處？NA個微觀粒子所形成的微粒集體的質量在幾克到幾百克之間，質量大小適宜，便于換算，可以稱量。有利于借助原子量，確定不同種類粒子集體的質量。講述、媒體顯示我們把0.

9、012Kg12C中所含碳原子個數稱作“阿伏伽德羅常數”即NA，大約為6.02×1023。將通過方法三建立的數學模型中的NA用“阿伏伽德羅常數”代替，并作變形：講述、媒體顯示講述我們把上述比值用一個特定的物理量物質的量表示，并規(guī)定其單位為摩爾（mol），即：講述、媒體顯示物質的量(mol)講述物質的量便是我們在建立物質的質量與其所含微粒數時所引入的新的物理量，通過它建立起了宏觀物質和微觀粒子之間的橋梁。由上述關系式可以看出，當物質的量等于1mol時：物質所含微粒數阿伏伽德羅常數物質的質量阿伏伽德羅常數個微粒的質量所以：1mol的物質中含有阿伏伽德羅常數個微粒；阿伏伽德羅常數個微粒的質量

10、即1mol物質的質量。我們把1mol物質（即單位物質的量的物質）的質量叫做摩爾質量。因此：講述、媒體顯示物質的量(mol)n =NNA=m/M提問總結、概括整合 (媒體顯示)在建立物質的質量和其所含微粒數的聯系時，我們引入了什么新的物理量？物質的量與物質質量、物質所含微粒數之間是如何換算的？什么是阿伏伽德羅常數？1mol物質的質量如何確定？什么是摩爾質量？它與1mol物質的質量是否為同一概念？物質的量的含義什么？摩爾是什么？任何1mol物質中都含有多少個微粒？物質的質量(g)物質的量(mol)微粒數（個）÷摩爾質量(g/mol)×摩爾質量(g/mol)×阿伏伽德羅

11、常數÷阿伏伽德羅常數每摩爾物質的質量，數值上等于物質的式量，單位為g/mol12g碳12C中所含碳原子的個數，大約為6.02×1023以阿伏伽德羅常數個微粒所組成的微粒集體作標準，表示一定量的物質中含有多少個這樣的微粒集體的物理量物質的量的單位,任何1mol物質中都含有阿伏伽德羅常數個微粒遷移、應用常規(guī)訓練（略）拓展延伸：請在互聯網或有關圖書上查詢七個國際基本物理量及其單位，這些物理量的含義分別是什么？已知國際千克原器的質量是不變的。如果我們在確定原子量時，以一個碳原子質量的124作標準，則水分子的式量為多少？18克水中含有多少個水分子？物質的量可以用來計量原子、分子、離子

12、、質子、中子、電子等各種微觀粒子，也可計量這些微觀粒子的特定組合。C2H4(乙烯)、HCHO（甲醛）、C2H4O2（乙酸）三種分子的組成可以分別用下圖表示乙烯甲醛乙酸表示氫原子表示碳原子表示氧原子從組成的角度看，可以把每個分子中的一個碳原子和兩個氫原子組合成一特定的整體，則上述三種物質可以表示為(CH2)2、(CH2)O、(CH2)2O2，三種物質所形成的混合物可看作是這一整體和氧原子組成的。已知由這三種物質組成的某混合物中，碳元素的質量分數為a%，則該混合物中，氧元素的質量分數是多少？第 二 課 時引言引入了物質的量后，建立起了宏觀物質與其所含微觀粒子之間的橋梁。今天我們繼續(xù)探討1mol物質

13、的質量與體積有什么特點。媒體顯示二、氣體摩爾體積交流、研討閱讀P21表131，相鄰同學相互研討。提問交流媒體顯示問 題結 論1mol物質的質量在數值上有什么特點？ 數值上等于其式量，單位為克相同的溫度、壓強下，1mol的不同物質的體積在數值上有什么特點？固體、液體物質體積無明顯規(guī)律，氣體物質體積基本相同總結從表131我們獲得這樣的結論：1mol物質的質量在數值上等于其式量，單位為克。相同的溫度、壓強下，1mol不同氣體物質的質量不同，但體積基本相同。講述、媒體顯示一定溫度和壓強下，單位物質的量的氣體所占有的體積叫做氣體摩爾體積（Vm，單位L/mol）。n=V/Vm拓展延伸同溫(T)、同壓 (P

14、) 下，相同體積(V)的氣體所含有的氣體物質的量(n)或分子數(N)是否相同？同溫(T)、同壓 (P) 下，氣體的體積(V)和氣體的物質的量(n)之間存在什么關系？同溫(T)、同體積(V)下，氣體的壓強(P)和氣體的物質的量(n)之間存在什么關系？ 講述、媒體顯示標準狀況（簡寫為STP，指0，1.01×105Pa）下，1mol任何氣體都占有大約22.4升的體積，這個體積叫做標況下氣體摩爾體積÷22.4L/mol×22.4L/mol物質的質量(g)物質的量(mol)微粒數（個）÷摩爾質量(g/mol)×摩爾質量(g/mol)×阿伏伽德羅

15、常數÷阿伏伽德羅常數標況下氣體體積（L）（22.4L/mol）。（展示22.4L立方體，讓學生感受其大小）概括整合 (媒體顯示)遷移、應用常規(guī)訓練（略）拓展延伸查閱有關書籍，想一想決定物質體積大小的因素有哪些？不同條件、不同狀態(tài)的物質，決定其體積大小的主要因素是什么？如何從理論上解釋相同條件下，不同氣體的摩爾體積為什么相同？盡可能多地列舉出求標況下1mol氣體質量的方法。自己動手用硬紙皮制作一個體積為22.4升的立方體，感受其大小。第 三 課 時引言初中階段，我們學習了用質量分數表示溶液的組成。通過質量分數，我們可以求出一定質量的溶液中含有多少溶質。但是，在化學計算中，我們更多的應用

16、到物質的量，因此，我們需要用物質的量表示溶液的組成物質的量濃度以單位體積溶液所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量。講述、媒體顯示三、物質的量濃度以單位體積溶液所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質B的物質的量濃度(CB) CB=n/Vn 溶質B的物質的量（mol）V 溶液的體積（L或m3等）CB溶質B的物質的量濃度（mol/L、mol/m3等）遷移、應用將53gNa2CO3固體溶于水配成0.5升溶液，所得Na2CO3溶液物質的量濃度是多少？1mol/L的H2SO4溶液中CH+、CSO42-分別是多少？將1molNaCl、1molCaCl2溶于水配成1升溶液，所得溶液中各離子

17、物質的量濃度是多少？概括整合 (媒體顯示)×溶液體積（L）÷溶液體積（L）÷22.4L/mol×22.4L/mol物質的質量(g)物質的量(mol)微粒數（個）÷摩爾質量(g/mol)×摩爾質量(g/mol)×阿伏伽德羅常數÷阿伏伽德羅常數標況下氣體體積（L）溶液的物質的量濃度（mol/L）引言在實際工作中如何配制一定物質的量濃度的溶液呢？媒體顯示請用NaCl固體配制250ml0.5molL的NaCl溶液。交流研討你認為配制溶液的大致步驟有哪些?需要哪些儀器？如何提高溶液配制的精確度？計算：需要NaCl0.5mol

18、/L×0.25L×58.5g/mol=7.3g需要多少溶質？計算配制溶液需要哪些儀器？容量瓶上有哪些標識？選擇250ml容量瓶、150ml燒杯、適當長度的玻棒、稱量范圍為100g的托盤天平將容量瓶、燒杯、玻棒分別用自來水、蒸餾水各洗三遍如何洗滌儀器？準備儀器稱量：用托盤天平稱量7.3gNaCl固體。稱量稱量時要注意什么？溶解：將NaCl固體放入燒杯中，加入50ml水溶解。溶解轉移：將NaCl溶液沿著玻棒小心轉移到容量瓶中，然后每次用30ml水洗滌燒杯23次，將洗滌液轉移到容量瓶中。轉移溶解后若有明顯的溫度改變，能否立即轉移溶液？如何保證盡可能將溶質全部轉移到容量瓶中？定容、搖勻：向容量瓶中加水至其容積的2/3時，輕輕振蕩容量瓶，然后繼續(xù)加水至凹液面的最低點與刻度線平齊，塞好瓶塞，倒轉容量瓶34次，使溶液混合均勻定容搖勻加水至容量瓶容積的2/3時，為什么要輕輕振蕩容量瓶？定容時要注意什么？裝瓶貼簽：將溶液轉移到試劑瓶中，貼上標簽。裝瓶貼簽活動探究（兩人一組，相互協作）拓展延伸某