高中化學教師招聘高中化學必修一第1章 第2節(jié) 化學計量在實驗中的應用 第1課時教案設計

第二節(jié)化學計量在實驗中的應用

第1課時

教學設計

三維目標

知識與技能

1.使學生了解物質的量及其單位，了解物質的量與微觀粒子數(shù)之間的關系。

2.使學生了解學習物質的量這一物理量的重要性和必要性.

3.使學生了解阿伏加德羅常數(shù)的含義。

過程與方法

1.培養(yǎng)學生的邏輯推理、抽象概括的能力。

2.培養(yǎng)學生的計算能力，并通過計算幫助學生更好地理解概念和運用、鞏固概念。

情感、態(tài)度與價值觀

1.使學生認識到微觀和宏觀的相互轉化是研究化學的科學方法之一。培養(yǎng)學生尊重科學的思想。

2.調(diào)動學生參與概念的形成過程，積極主動學習。

3.強調(diào)解題規(guī)范化，單位使用準確，養(yǎng)成良好的學習習慣.

教學重點

物質的量及其單位摩爾

教學難點

物質的量概念及其理解

教具準備

多媒體課件、投影儀、燒杯、鋁片、硫磺、鎂、銅

教學過程

導入新課

師：鉆石早在4000多年前就被人類發(fā)現(xiàn)，事實上它已在地表蘊藏億萬年。由于它所散發(fā)出來的光澤永恒燦爛，在

遠古法老時代，鉆石是貴族獨有的珍寶，漸漸地，鉆石被用來象征愛情的堅貞不渝。關于它的傳說也美麗得令人心動,

希臘人說鉆石是星星墜落地面的碎片，也傳說它是天神的眼淚。不論是怎樣的傳說，現(xiàn)在鉆石對于我們來說都是一種

美麗的代表。你知道鉆石的重量單位是什么嗎？

生：是克拉。

師：你知道克拉是怎么來的嗎？

［多媒體展示］

克拉的由來

珠寶精巧、貴重，用普通的方式計量很不準確，所以，人們一直想辦法去尋找最準確的計量單位，最方便適用的

祛碼。

拿什么來衡量寶石的重量呢？許多民族的祖先不謀而合，都想到用當?shù)爻Ｒ姷闹参锓N子。當然，這樣的種子不能

太大也不能太小，重要的是必須顆粒均勻，基本一致。

歐洲許多國家最初是用它們盛產(chǎn)的大麥來作祛碼。但是各地區(qū)出產(chǎn)的大麥大小不同，重量差異大，用它稱寶石，

常常發(fā)生爭端。后來，考慮到大多數(shù)寶石來自東方，干脆找一種東方的種子來作統(tǒng)一標準，可以免去許多口舌。挑來

挑去，挑中了在地中海地區(qū)遍地生長的金合歡樹的種子。因為希臘人叫這種種子為“克拉”，就把它作為寶石的重量單

位。

克拉是寶石的重量單位，1克拉等于0.2go當然，這種標準并不是一下子就為各國接受，盡管歐洲各國早就同意

用合歡種子即“克拉”作為稱量寶石的祛碼，但是，各地合歡樹上結的克拉重量不同，就是同一株樹上的也會有差異。

因此，在相當長的一個歷史時期，各國所用的“克拉”表示的重量略有不同。例如：巴黎一0.205g,倫敦一0.20530g,

佛羅倫薩一0.19720g,馬德里—).20539g,柏林一0.20544g,阿姆斯特丹一0.20570g,里斯本一0.20539g,法蘭克

福一0.20577g,維也納一0.20613g,威尼斯一0.20770g,0.20735g?

這種各行其是的混亂局面極不利于寶石的國際貿(mào)易，故而，制定統(tǒng)一的計量標準勢在必行。直到1907年，在巴黎

召開的國際計量委員會第四次大會上，正式通過將標準克拉定為0.200g。其精確度定到小數(shù)點以后兩位，自第三位起

忽略不計。

師：通過閱讀我們知道一粒合歡樹的種子的質量是0.2g,那么一千粒、一萬粒、一億粒這種樹種的質量我們馬上

就能求出來。反過來，若我們稱量出一定量樹種的質量，我們也會很快就能求出樹種的數(shù)目。在化學實驗室做實驗時,

取用的藥品無論是單質還是化合物，都是可以用器具稱量的。而物質間發(fā)生的化學反應是原子、離子或分子間按一定

的數(shù)目關系進行的，對此，不僅人們的肉眼看不到，也難以稱量。那么，可稱量物質與原子、離子或分子之間有什么

聯(lián)系呢？能否用一定數(shù)目的粒子集體為單位來計量它們之間的關系呢？這一節(jié)課我們就來學習第二節(jié)——化學計量在

實驗中的應用。

［板書］第二節(jié)化學計量在實驗中的應用

推進新課

師：取一杯水，對同學說：“老師這兒有一杯水，老師想知道這杯水里有多少個水分子，現(xiàn)在讓你們來數(shù)，能數(shù)得

清嗎?”

生：數(shù)不清，10億人數(shù)一滴水里的水分子，每人每分鐘數(shù)100個，日夜不停，需要3萬多年才能數(shù)清。現(xiàn)在有一

杯水，不知有多少滴，所以更是數(shù)不清了。

師：是啊，要是一個個地去數(shù)一杯水中分子的數(shù)目，全世界的人都來數(shù)，幾輩子也數(shù)不完。但如果老師告訴你18g

水里含有6.02x1023個水分子，你能求出一杯水中分子的數(shù)目嗎？

生：先稱量燒杯中水的質量，然后除以18再乘以6.02x1()23就可以得到水分子數(shù)目了。

師：這樣一來我們就不用一個個去數(shù)水分子也能知道它的數(shù)目了.是不是18g的鋁也含有6.02x1023個鋁原子？讓

我們來算算.

［多媒體展示］

Al

H2O

1個分子或原子的質量/g2.990x10-234.485x1O-23

相對分子質量或相對原子質量1827

生：由于1個水分子和1個鋁原子質量不同，所以不用算也可知18g的鋁中含有的鋁原子數(shù)肯定不等于6.02x1023。

按表中給出的數(shù)據(jù)，算出27g鋁中含有6.02x1023個鋁原子。

師：其他粒子是不是也有這種關系呢？

［多媒體展示］

該物質含有的粒

粒子符號物質的式量每個粒子的質量(g/個)該物質質量(g)

子數(shù)(個)

c121.993X1O2312

Fe569.032x10-2356

1.628x10-22

H2SO49898

生：這些粒子的質量以克為單位，在數(shù)值上與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相等時，所含粒子的數(shù)目都

是6.02x1()23。

師：如果我們把含有6.02x1023個粒子的任何粒子集體，定義為一個物理量，以后我們就可以通過質量或其他物理

量來計算出某種物質所含指定粒子的數(shù)目了。這個物理量就是我們今天要學習的物質的量。

［板書］一、物質的量的單位——摩爾

師：提到物理量同學們不會感到陌生。你們學習過的物理量有哪些呢？

生：質量、長度、溫度、電流等，它們的單位分別是千克、米、開、安(培)。

［多媒體展示］

國際單位制的7個基本單位：

物理量單位名稱單位符號

長度米m

質量千克kg

時間秒s

電流安［培］A

熱力學溫度開你文］K

發(fā)光強度坎［德拉］Cd

物質的量

師：在初中我們已經(jīng)接觸了以上幾種物理量，那么你知道物質的量含義是什么嗎？它的符號是什么嗎？

生：物質的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。

［板書］物質的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。

師：每個物理量都有單位，你知道物質的量的單位是什么嗎？它是怎么規(guī)定的？

生：物質的量單位是摩爾。我們把含有6.02x1023個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾，摩爾簡稱摩，符號mol。

師：物質的量是一個物理量，表示含有一定數(shù)目粒子的集體，它的單位是摩爾。在使用物質的量這個物理量時，

我們要注意以下幾點。

［多媒體展示］

使用物質的量注意事項：

1.物質的量表示物質所含指定粒子的多少，這四個字是一個整體，不得簡化或增添任何字，物質的量實際上表示含有一

定數(shù)目粒子的集體。

2.物質的量用符號"n”表示。

師：日常生活中用打表示12個。“打”就是一定數(shù)目的物品的集合體。宏觀是這樣，微觀也是這樣，用固定數(shù)目的

集合體作為計量單位?？茖W上，物質的量用6.02x1()23的集合體作為計量單位，它就是，，摩爾，1mol任何粒子的粒子

數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。這是為了紀念偉大的科學家阿伏加德羅。這個常數(shù)的符號是NA,Na的近似值是6.02x1()23m°iL

［板書］單位——摩爾符號：mol

師：1mol小麥約含有6.02x1()23個麥粒。這句話是否正確，為什么?

生：不正確。因為物質的量及其單位摩爾的使用范圍是微觀粒子。因此在使用中應指明粒子的名稱。6.02x1()23是

非常巨大的一個數(shù)值，所以宏觀物體不使用物質的量和摩爾。

師：很好。例如，地球上的人口總和是1。9數(shù)量級，如果要用物質的量來描述，將是10」4數(shù)量級那樣多摩爾，使

用起來反而不方便。

［板書］使用范圍：微觀粒子

［多媒體展示］

課堂練習

判斷下列說法是否正確，并說明理由。

(1)1mol氧。

(2)0.25molCO2?

(3)摩爾是7個基本物理量之一。

(4)1mol是6.02x1023個粒子的集合體。

(5)0.5mol比含有3.01x1()23個氫原子。

(6)3molNH3中含有3molN原子，9molH原子。

生：(1)錯誤。沒有指明粒子的種類。改成1molO,1molCh都是正確的。因此使用摩爾作單位時，所指粒子必

須十分明確，且粒子的種類用化學式表示。(2)正確。(3)錯誤。物質的量是基本物理量之一，摩爾只是它的單位，

不能把二者混為一談。(4)錯誤。6.02x1()23是阿伏加德羅常數(shù)的近似值，二者不能簡單等同。(5)錯誤。0.5molH2

含有06x2=1molH原子，所含氫原子數(shù)為6.02x1()23mopxlmol=6.02xl02\(6)正確。3moiNH3中含有3moixl

=3molN原子，3moix3=9molH原子。

［多媒體展示］

填空：

(1)1molO中約含有個O；

(2)3molH2SO4中約含有個H2so4，可電離出______________molH+；

(3)4molO2含有molO原子，mol質子；

(4)10molNa+中約含有個Na+。

生：(1)6.02x1()23(2)3x6.02x10236(3)88x8=64(因為1molO原子中含有8moi質子)(4)10x6.02x1()23

師：通過上述練習，同學們可以自己總結出物質的量、粒子個數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)三者之間的關系。

生：物質的量(n)、粒子個數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(N,)三者之間的關系：

用符號表示：X多N。

N

［板書］物質的量(n)、粒子個數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA)三者之間的關系用符號表示：n=—

N.

師：學到現(xiàn)在同學們一定有個問題：阿伏加德羅常數(shù)這個數(shù)值非常巨大，科學家們是怎樣得到的呢？課后探討。

布置作業(yè)

1.0.5mol水中含有個水分子。

2.2mol水中含有個水分子，個氫原子。

3.1molH2s04中含有個H2sCM分子，個硫酸根離子。

4.1molHC1溶于水，水中存在的溶質粒子是什么?它們的物質的量各是多少？

5.1個水分子中有個電子，1molH20中呢？

板書設計

第二節(jié)化學計量在實驗中的應用

一、物質的量的單位——摩爾

物質的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。

單位----摩爾符號：mol

使用范圍：微觀粒子

物質的量（n）、粒子個數(shù)（N）和阿伏加德羅常數(shù)（N：,）三者之間的關系：

N

用符號表示；n=—

活動與探究

阿伏加德羅常數(shù)的測定與原理

阿伏加德羅常數(shù)的符號是Na,單位是每摩（mod）,數(shù)值是Na=（6.0221376+0.0000036）xlO23mol-1

阿伏加德羅常數(shù)由實驗測定。它的測定精確度隨著實驗技術的發(fā)展而不斷提高。測定方法有電化學當量法、布朗

運動法、油滴法、X射線衍射法、黑體輻射法、光散射法等。這些方法的理論依據(jù)不同，但測定結果幾乎一樣，可見

阿伏加德羅常數(shù)是客觀存在的重要常數(shù)。例如：用含Ag+的溶液電解析出1mol的銀，需要通過96485.3C（庫侖）的

電荷量。已知每個電子的電荷量是1.60217733xl0」9c,則

96485

Na-1.60217733xlO-19C=6.022136xl023moF'

下面著重介紹單分子膜法測定阿伏加德羅常數(shù)的操作方法。

實驗目的

1.進一步了解阿伏加德羅常數(shù)的意義。

2.學習用單分子膜法測定阿伏加德羅常數(shù)的原理和操作方法。

實驗用品

膠頭滴管、量筒（10mL）、圓形水槽（直徑30cm）、直尺。

硬脂酸的苯溶液。

實驗原理

硬脂酸能在水面上擴散而形成單分子層，由滴入硬脂酸剛好形成單分子膜的質量m及單分子膜面積s,每個硬脂酸的

截面積A,求出每個硬脂酸分子質量m,再由硬脂酸分子的摩爾質量M,即可求得阿伏加德羅常數(shù)N；,。

實驗步驟

1.測定從膠頭滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的體積。

取一尖嘴拉得較細的膠頭滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入1mL,然后記下它的滴數(shù)，并計算出1滴硬

脂酸苯溶液的體積Vi。

2.測定水槽中水的表面積

用直尺從三個不同方位準確量出水槽的內(nèi)徑，取其平均值。

3.硬脂酸單分子膜的形成

用膠頭滴管（如滴管外有溶液，用濾紙擦去）吸取硬脂酸的苯溶液，在距水面約5cm處，垂直往水面上滴一滴，待苯

全部揮發(fā)，硬脂酸全部擴散至看不到油珠時，再滴第二滴。如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再擴散，

而呈透鏡狀時為止。記下所滴硬脂酸溶液的滴數(shù)d。

4.把水槽中水倒掉，用清水將水槽洗刷干凈后，注入半槽水，重復以上操作兩次。重復操作時，先將滴管內(nèi)剩余的溶液

擠凈，吸取新鮮溶液，以免由于滴管口的苯揮發(fā)引起溶液濃度變化而帶來實驗誤差。取三次結果的平均值。

5.計算

（1）如稱取硬脂酸的質量為m,配成硬脂酸的苯溶液的體積為V,那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的質量為

m/V。

（2）測得每滴硬脂酸的苯溶液的體積為V1，形成單分子膜滴入硬脂酸溶液的滴數(shù)為（d-1）（詳見注釋），那么形成單

分子膜需用硬脂酸的質量為：

tn

Vi(d-l)--=

V

（3）根據(jù)水槽直徑，計算出水槽中水的表面積S。已知每個硬脂酸分子的截面積人=（2.2x10-15）cm2,在水面形成

的硬脂酸的分子個數(shù)為S/A。

（4）根據(jù)（2）和（3）的結果，可計算出每個硬脂酸分子的質量為：