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物质的量教案共40页WORD文档
物质的量及其单位
摩尔一(适用于高中化学的(试用)教材)
曹金荪(天津市耀华中学)
教学目标
1.使学生初步理解物质的量的单位——摩尔的意义,了解物质的量、物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。
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.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。
教学过程
【引言】通过预习我们知道,原子、分子或离子是按一定的个数比发生化学反应的。
单个的这些微粒都非常小,用肉眼看不到,也无法称量。
但是,在做实验时总按定量称取(或量取)反应物。
在生产上,原料的用量当然更大,常以吨计。
原理上微粒间按一定个数比反应,而实际上是以可称量的物质反应。
两者要有沟通,就是要在微粒和可称量的物质之间建立联系。
日常生活和工业生产中,我们对不同的物质往往选用不同的称量单位。
比如,我们常用吨作为煤炭、铁矿石的单位,而选用克作为黄金的单位。
要想在微观世界的微粒(原子、分子或离子)和宏观可称量的物质建立联系,就要建立一种新单位,这就是我们今天开始学习的新知识。
摩尔反应热
第一节摩尔
一、摩尔
【讲述】1971年,由71个国家派代表参加的第14届国际计量大会上,正式通过国际单位制的7个基本物理量。
物质的量就是其中之一,物质的量的单位是摩尔,符号是mol,简称摩。
【板书】物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一
【讲述】物质的量跟长度、质量、时间等一样,是一个物理量名词。
它包括4个字,是一个整体,不能分割,也不能简化,更不能按字面的意思去理解和解释。
正如长度不等于长和度两个字的字意之和。
我们在读写使用物质的量时,不能在4个字中间停顿,否则将失去原有意义。
我们不能这样问:
物质的量是物质的什么量,是质量还是数量?
【板书】2.摩尔
摩尔是表示物质的量的单位,每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
【要点分析】
(1)摩尔它表示物质的量的单位。
(2)物质的量它是国际单位制中七个基本物理量之一。
(3)每摩尔物质它指1mol任何物质。
(4)阿伏加德罗常数个它指1mol物质中含有的微粒数目。
(5)微粒它指分子、原子、离子、质子、电子、中子等微观粒子。
【板书】阿伏加德罗常数(用NA表示)
【讲解】近年来,科学家用12g碳-12(即0.012kg碳-12)来衡量碳原子集合体。
碳-12或12C就是指原子核里有6个质子和6个中子的那种碳原子。
12g碳-12中所含的原子数叫阿伏加德罗常数。
阿伏加德罗常数是实验测定值,近似表示为NA=6.0220943×1023mol-1。
在中学阶段可以近似取用6.02×1023mol-1这个数值,所以我们在阐述摩尔概念时,用阿伏加德罗常数定义而不选用具体数值。
科学家确定以阿伏加德罗常数个微粒作为一个集合数,确定一个物理量——物质的量。
它像一座桥梁,把单个肉眼看不见的微粒跟极大数量(阿伏加德罗常数个)的微粒集体、可称量的物质之间建立联系。
【举例】阿伏加德罗常数是一个多大的数值?
6.02×1023粒稻谷的质量是多少千克?
把它们平均分给12亿人,每人可得多少千克?
(据估算,每千克稻谷有4万粒。
)
可见阿伏加德罗常数是一个非常大的数字。
【练习1】
(1)1mol碳原子含有___个碳原子,
(2)1mol氧气(氧分子)含有___个氧分子,
(3)1mol硫酸含有___个硫酸分子,
(4)1mol硫酸含有___个硫酸根离子,
(5)1mol氢气含有___个氢原子。
【说明】使用摩尔时,必须同时指明微观粒子。
如:
1mol氧气(1molO2),不能写作1mol氧,因为无法明确氧究竟是指氧分子还是氧原子。
【分析】(5)1molH2含6.02×1023个氢分子,每个氢分子又是由2个氢原子组成的。
所以1mol氢气含有2×6.02×1023个氢原子,即1.204×1024个氢原子。
【练习2】判断下列叙述对不对,并说明理由。
(1)1mol氢不对。
因为没有指出是氢分子还是氢原子。
(2)1molCO2可以。
(3)2mol离子氢不对,应说2mol氢离子。
(以上分析由学生回答,老师或其他同学纠正、补充。
)
【讲述】摩尔是一个巨大数量微粒的集合体,可以有0.5mol氧气、0.01molH2SO4,而分子、原子就不能说0.5个,或0.01个。
【练习3】
1mol水含有___个水分子,0.5mol水含有___个水分子,4mol水含有___个水分子,2mol水中含有___个氧原子、___个氢原子。
【板书】3.1mol物质的质量
1mol任何物质的质量,以克为单位,在数值上等于该物质的原子(分子)的相对原子质量(式量)。
【推导】
1个碳原子1个氧原子
【分析】1mol碳-12的质量是12g,大约含有6.02×1023个碳原子。
任何一种原子的相对原子质量都是以碳-12的1/12为标准所得的比值,所以
氧的相对原子质量是16,1mol氧原子的质量是16g。
氯的相对原子质量是35.5,1mol氯原子质量是35.5g,他们都大约含有6.02×1023个原子。
我们既然可以推算1mol任何原子的质量,当然也可以推知1mol任何分子的质量或1mol任何离子的质量。
【练习4】
1mol铁原子的质量是___g,
1mol氯化氢分子的质量是___g,
1mol硫酸的质量是___g,
1mol硫酸根离子的质量是___g。
【小结】1.什么是物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数?
2.怎样计算1mol物质的质量?
【作业】
1.1mol物质的质量跟式量(或相对原子质量)有什么区别和联系?
2.物质的量和物质所含微粒数之间,物质的质量和物质的量之间怎样换算?
3.下列说法中正确的是___。
(A)摩尔是基本物理量之一
(B)1mol氯分子的质量是71g
(C)0.5mol硫酸的质量是49g
(D)0.006kg碳原子的物质的量是0.5mol
教学说明
物质的量是中学化学教学中十分重要的概念,它贯穿于全部高中化学的始终,在化学计算中处于核心地位。
摩尔概念的教学是本章的重点、难点,也是整个高中化学教学中的重点和难点之一。
教师应对国际单位制有关物质的量和当前对某些概念上的争论有所了解。
在不超出大纲、教材范围内力求教学内容准确、科学。
在教学中不要引伸,更不要把摩尔定义的全文介绍给学生,以免引起学生在理解概念时的混乱。
教师应按教学内容的要求,深入浅出地讲清摩尔概念,不要希望一节课就能解决概念的全部问题,也不要认为讲明白了学生就应该全会了。
实际上,学生在思考问题、回答问题或计算中出现错误是很正常的。
只有在本章教学和后续的各章教学中,帮助学生反复理解概念、运用概念、不断地纠正出现的错误,才能使学生较深刻地理解,较灵活地运用这一概念。
专家评注
物质的量和摩尔是一种物理量及其单位,它们既具有各种物理量及其单位的共性,也有它们的特殊性。
这堂课的教学特点就在于作者能够根据物理量的共性和个性来设计教学。
作者根据物理量的共性,利用学生对已经熟悉的物理量及其单位的认识方法迁移过来认识新的物理量及其单位,也就是说利用学生对长度、质量、时间等及其单位的认识方法来认识物质的量和摩尔,克服了对物质的量和摩尔的神秘感和繁琐的讲解。
作者还根据物质的量和摩尔的特殊性来帮助学生理解它们。
物质的量既反映物质宏观的量,又反映物质微观的量。
因此,它的单位摩尔既反映物质宏观的量,也反映物质微观的量,成为宏观世界与微观世界沟通的桥梁。
作者抓住这个特点,不是采用讲授法,而是采用练习法,通过物质宏观的量和物质微观的量之间的换算来不断加深对物质的量和摩尔的认识和理解。
摩尔适用于高中化学(试用)教材
第一课时
教学目标
1.初步理解摩尔的意义,了解建立摩尔这一单位的重要性和必要性。
2.使学生理解阿伏加德罗常数的涵义。
3.了解一摩物质的质量与式量、相对原子质量的联系与区别。
4.培养学生演绎推理、归纳推理的能力。
重点和难点摩尔概念阿伏加德罗常数
教学方法谈话法
教学过程
【引言】物质间的化学反应是原子、分子或离子间按一定的个数比进行的。
单个的微粒都非常小,肉眼看不见,也难于称量。
例如:
一滴水中大约有15万亿亿个分子。
若取1毫升、1升、甚至1吨,那其中的微粒数就更难于计算。
通常在实验室里或生产中用来进行反应的物质,一般都是含有巨大数量的“微粒集体”。
显然,以“个”为单位计量是很不方便的。
只有用一种“微粒集体”作单位,才具有可称量和实际应用的意义。
这就是说,我们很需要把微粒和可称量的物质联系起来。
这就要建立一种“物质的量”的单位。
【挂图】说明:
1971年,由71个国家派代表参加的第14届国际计量大会,正式通过了国际单位制的7个基本物理量。
“物质的量”就是其中之一,其单位是“摩尔”。
(导入课题)
【板书】一、摩尔
1.摩尔的定义
【指导学生阅读教材】分析定义中的5个要点:
【讲解】要点①“物质的量”——是专用名词。
如同长度、质量一样。
这四个字不能简化或增添任何字。
不能理解为“物质的质量”或“物质的数量”。
要点②“单位”——摩尔是一种单位,简称“摩”、符号“mol”。
如同“米”(m)、“千克”(kg)一样。
要点③“每摩尔物质”——指1mol任何物质。
要点④“阿伏加德罗常数个”——1mol物质中含有的微粒数目。
要点⑤“微粒”——指分子、原子、离子、质子、中子、电子等微观粒子。
【析书】2.阿伏加德罗常数(可用NA表示)
【追问】阿伏加德罗常数,其数值有多大?
【讲解】经实验测得比较精确的数值是:
6.0221367×1023
通常采用6.02×1023这个非常近似的数值
【板书】基准数:
12g碳-12含有的碳原子数。
常用近似值:
6.02×1023
【练习1】1mol碳原子含有___个碳原子。
1mol氢分子含有___个氢分子。
1mol硫酸分子含有___硫酸分子。
1mol氢氧根离子含有___个氢氧根离子。
【说明1】使用摩尔时,必须同时指明微观粒子。
书写时应将微粒的符号或名称写在摩的后面。
正如质量单位千克,使用时必须注明物质一样。
如1kg食盐、2kg蔗糖。
【练习2】判断下列叙述正确与否?
说明理由。
(1)1mol氮
(2)2mol原子氧
(3)3mol分子H2O(4)4mol离子氢
(结合【说明1】纠正错误并分析原因,指出正确的叙述)
【说明2】由于摩尔是巨大数量微粒集合体的计算单位,所以使用时可出现0.5mol、0.01mol等。
正如可称0.1kg,量0.1m一样。
【练习3】1mol水分子含有___个水分子;0.5mol水分子含有___个水分子;2mol水分子含有___个水分子。
【分析】1mol碳-12的质量是12g,含有约6.02×1023个碳原子。
因为任意原子的相对原子质量是以碳-12的1/12为标准所得的比值,例如:
氧的相对原子质量是16,则有C∶O=12∶16。
所以可以推知1mol氧原子的质量也为16g,含有约6.02×1023个氧原子。
……依次类推。
【板书】3.1mol物质的质量
(指导学生阅读教材,在阅读基础上小结)
【板书】1mol任何物质的质量,数值上等于组成该物质的原子(或分子)的式量(或相对原子量)。
书写格式:
1mol××的质量是××g。
【练习4】1mol铝原子的质量是____g;
1mol硫酸的质量是_g;
1molCl-的质量是____g;
1molMgCl2的质量是____g;
【小结】由以上分析可知,摩尔像一座桥梁,把单个微粒与巨大数量微粒集合体、可称量的物质联系起来了。
在化学反应中,可根据反应中各物质的分子个数之比,直接推知各物质的物质的量之比。
【板书】4.在化学反应中,各物质的物质的量的关系。
请同学们分析下列化学方程式的意义
【小结】①本节概念:
摩尔、阿伏加德罗常数。
②会计算1mol物质的质量
【思考题】
1.1mol物质的质量与其式量(或相对原子质量)有何区别和联系?
2.物质的量与物质所含微粒数之间、物质的质量与物质的量之间应怎样换算?
【作业】略
第二课时
教学目标
1.进一步加深对摩尔涵义的理解。
2.了解摩尔质量的概念。
了解物质的量与物质所含微粒数、物质质量、摩尔质量之间的关系。
3.培养学生运用基本概念进行计算的能力。
重点和难点物质的量与物质所含微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的换算关系。
教学方法讲练法
教学过程
【提问】1.什么是摩尔?
阿伏加德罗常数是多少?
常采用的数值是多少?
2.5mol碳原子含有的碳原子数是多少?
含有3.01×1023个碳原子的物质的量是多少?
(3.01×1024;0.5mol)
【追问】物质的量与物质所含微粒数之间的换算关系应怎样表示?
(填空)
【复习练习】1mol镁原子的质量是___g;
1mol硫化氢分子的质量是___g;
1mol氯化钙的质量是___g;
【追问】1mol物质的质量与其相对分子质量(或相对原子质量)之间有什么联系和区别?
(学生回答、教师总结并导入新课)
【板书】二、关于摩尔质量的计算
1.摩尔质量(阅读教材)
强调:
(1)单位:
克/摩
(2)要注意区别“1mol××的质量”与“××的摩尔质量”
【练习1】下列哪种说法不正确?
说明理由。
(1)1molH2的质量是2g;
(2)H2的mol质量是2g;
(3)1molH2的质量是2g/mol;
(4)H2的mol质量是2g/mol。
(学生分析、教师总结)
【讲解】上题正确的叙述有两种:
1mol××的质量是××g;
××的摩尔质量是××g/mol。
【练习2】
(1)4g氢气是多少摩?
(或4g氢气的物质的量是多少?
)
算式:
(2)0.5mol氢气的质量是多少克?
算式:
2g/mol×0.5mol=1g
【板书】2.关于摩尔质量的计算公式:
【追问】由以上简单的计算可以推知,物质的量、物质的质量,摩尔质量之间的关系如何表示?
(学生回答)
【指导阅读】教材例题
【练习3】教材相关内容
强调:
①计算格式②各个量的单位
【小结】换算关系(学生填()中的项目)
(2)下列各物质中,含氧原子个数最多的是:
(A)1mol氯酸钾(B)0.5mol硫酸(C)32g氧气(D)3.1×1023个二氧化碳分子
【提示】根据物质组成分析。
例:
1mol水分子中含2mol氢原子和1mol氧原子。
比较氧原子个数,实际上是比较一定量物质中所含氧原子的物质的量。
(3)16g氧气与多少克二氧化碳含有的分子数相同?
【提示】分子数相同,就是物质的量相同。
(4)相同质量的镁和铝所含原子个数之比是多少?
【提示】原子个数之比,就等于物质的量之比。
【小结】通过换算,要求能基本掌握各个量之间的关系。
进一步明确建立“摩尔”这个单位的重要性。
【思考题】根据本节计算可知,物质微粒数之比就等于其物质的量之比。
结合已学过的化学方程式的意义,思考;怎样利用化学方程式进行有关物质质量、物质的量的计算?
【作业】
补充题:
①0.3molO2的质量是___g,含有的氧分子数目是___个。
它所含有的分子数与___molO3含有的分子数相等;它所含有的原子数与___molO3含有的原子数相等。
(9.6;1.8×1023;0.3;0.2)
②9gH2O中含有___mol氧原子,它与___gCO2中含有的氧原子数相同。
③Cl2、HCl、O2、H2、CO2各5g,按其所含分子数目由多到少的顺序排列是___。
(H2>O2>HCl>CO2>Cl2)
第三课时
教学目标
1.熟练掌握物质质量、摩尔质量、物质的量、物质微粒数之间的换算关系。
2.学会运用物质的量、物质质量进行化学方程式的有关计算。
3.进一步提高学生运用公式、化学方程式进行计算的能力和演绎推理的能力。
重点运用物质的量进行化学方程式的有关计算。
难点化学方程式计算中单位的使用。
教学方法讲练法
教学过程
复习并填写换算公式
【提问】
(1)4g氢氧化钠是多少摩?
(0.1mol)
(2)含4g氢氧化钠的溶液分别与盐酸、硫酸、磷酸反应生成正盐各需酸多少摩?
(导入课题)
【板书】3.摩尔在化学方程式计算中的应用
【分析】根据①方程式中各物质的系数比就等于它们的物质的量之比。
②摩尔质量在数值上等于相对原子质量或式量。
可代入方程式中进行计算。
【例解】设需H2SO4的物质的量为x:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2mol 1mol
0.1mol x
【分析】因:
0.1molNaOH是4g
2molNaOH是40g/mol×2mol=80g
所以此题又可解为:
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
2×40g 1mol
4g x
学生板演,练习计算4gNaOH与HCl、H3PO4的反应。
(注意纠正解题格式和单位的书写)
【练习】习题
补充练习:
1.与10.6g碳酸钠恰好完全作用的盐酸的物质的量是多少?
生成二氧化碳气体多少克?
(0.2mol;4.4g)
2.实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气时,收集到7.1g氯气。
求:
(1)发生反应的二氧化锰的物质的量是多少?
(0.1mol)
(2)被氧化的氯化氢是多少摩?
(0.2mol)
(3)有多少个电子发生转移?
(1.2×1023个)
(解题过程及分析略)
【小结】在上述计算中需注意:
(1)题设的格式:
设需××物质的量为x(不要设需xmol××)
(2)单位可取用质量(克),也可同时取用物质的量(摩)。
但是使用时:
上下单位要一致(同一物质)
吸收),则完全中和该盐酸需碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)多少克?
(143g)
2.在实验室中将0.1mol氯酸钾完全分解,能得到氧气多少克?
这些氧气与多少摩锌跟稀硫酸反应得到的氢气恰好完全化合?
气体摩尔体积之一
第一课时
教学目标
知识技能:
正确理解和掌握气体摩尔体积的概念;初步掌握阿伏加德罗定律的要点,并学会运用该定律进行有关简单推理。
能力培养:
培养科学归纳的思维能力,空间想像能力,运用事物规律分析解决问题的逻辑思维能力。
科学思想:
引导学生逐步树立“透过现象,抓住本质”的辩证唯物主义认识观点。
科学品质:
激发学生严谨务实,循序渐进,探索真理的科学态度。
科学方法:
由数据归纳客观规律;由理想模型出发进行逻辑推理。
重点、难点气体摩尔体积概念的逻辑推理过程;阿伏加德罗定律的直观理解。
教学过程设计
续表
续表
续表
续表
附:
随堂检测答案
1.(D)2.
(1)11.2L
(2)1.5mol(3)11.2L(4)2×6.02×1023个3.88g4.③、②、⑤、④、①
气体摩尔体积之二
适用于高中化学(试用)教材
潘志强(上海市交通大学附中)
教学目标
1.使学生理解决定物质体积大小的因素。
培养学生分析、推理、归纳等能力。
2.使学生掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律。
3.掌握气体摩尔体积的简单计算。
教学过程
【投影】请学生根据已学知识填写下面两张表。
(温度:
20℃)
【提问】请同学们根据计算结果,分析物质存在的状态跟体积的关系。
【回答】
(1)1mol不同的固态或液态物质,体积是不同的。
(2)在相同状况下,1mol气体的体积基本相同。
【讲述】同学们回答得很好。
不同状态的物质,体积大小跟哪些因素有关?
请同学们看投影。
【投影1】微粒数相等而微粒大小不同的物质,它们的体积比较示意图
【投影2】同种物质在不同状态下,微粒间距离比较示意图
【讨论】决定各种物质体积大小的因素有哪些?
在讨论中,允许学生作必要的议论,同时鼓励师生间、生生间的相互启发和质疑。
最后,由学生归纳出正确的结论。
【归纳】1.决定各种物质体积大小的因素有三种,即微粒数、微粒间的距离和微粒的大小。
2.如果物质所含的微粒数相等,
(1)当微粒间距很小时(如固、液态物质),微粒的大小是决定物体体积大小的主要因素。
(2)当微粒间距较大时(如气态物质),决定物质体积的主要因素是微粒间的距离。
【讲述】气体的体积受压强、温度的影响很大。
为了研究问题方便,科学上把温度为0℃、压强为100kPa规定为标准状态。
用S.T.P.表示。
在标准状况下,1mol任何气体的体积都大约是22.4L。
这就是气体摩尔体积。
【板书】第二节气体摩尔体积
【阅读】课本中气体摩尔体积的定义。
【板书】气体摩尔体积:
在标准状况下,1mol的任何气体所占的体积都大约是22.4L。
强调指出,条件是标准状况、1mol和任何气体。
结论:
体积大约是22.4L。
【投影】下列说法中有无错误?
为什么?
(1)1mol氢气的体积大约是22.4L。
(2)在标准状况下,18g水的体积大约等于22.4L。
(3)在标准状况下,22g二氧化碳的体积大约是22.4L。
(4)在0℃、100kPa下,1mol氯气的体积是22.4L。
(5)在标准状况下,22.4L氧气和22.4L二氧化碳的物质的量相等。
【上述说法中只有(5)正确,其余都有错。
在使用气体摩尔体积时应注意必须满足的条件和所取的近似值。
】
【设问】在同温同压下,如果气体的体积相同,则气体的物质的量是否也相同呢?
【讲述】因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变。
各种气体在一定温度和压强下,分子间的平均距离是相等的。
所以,同温同压下,相同体积气体的物质的量也相等。
这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的,并被许多的科学实验所证实,成为定律,叫做阿伏加德罗定律。
【板书】阿伏加德罗定律:
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
【讲述】应用阿伏加德罗定律时要注意三点:
(1)适用范围:
气体。
(2)简单地说,就是四个“同”:
同温、同压(即相同状况)、同体积、同分子数(或同物质的量)。
(3)气体摩尔体积是阿伏加德罗定律的特例。
【小结】只要同学们正确掌握气体摩尔体积概念和阿伏加德罗定律,就很容易做气体
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