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高一化學物質的量教案
作為一無名無私奉獻的教育工作者,時常需要編寫教案,編寫教案助于積累教學經驗,不斷提高教學質量。我們該怎么去寫教案呢?下面是小編幫大家整理的高一化學物質的量教案,歡迎大家分享。
高一化學物質的量教案1
第一課時
知識目標:
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的涵義。
能力目標:
培養學生的邏輯推理、抽象概括的能力。
培養學生的計算能力,并通過計算幫助學生更好地理解概念和運用、鞏固概念。
情感目標:
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。培養學生尊重科學的思想。
調動學生參與概念的形成過程,積極主動學習。
強調解題規范化,單位使用準確,養成良好的學習習慣。
教學重點:
物質的量及其單位摩爾
教學難點:
物質的量及其單位摩爾
教學方法:
設疑-探究-得出結論
教學過程:
復習提問:“ ”方程式的含義是什么?
學生思考:方程式的含義有:宏觀上表示56份質量的鐵和32份質量的硫在加熱的條件下反應生成88份質量的硫化亞鐵。微觀上表示每一個鐵原子與一個硫原子反應生成一個硫化亞鐵分子。
導入:56g鐵含有多少鐵原子?20個鐵原子質量是多少克?
講述:看來需要引入一個新的物理量把宏觀可稱量的物質和微觀粒子聯系起來。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?
回答:質量、長度、溫度、電流等,它們的單位分別是千克、米、開、安(培)
投影:國際單位制的7個基本單位
物理量
單位名稱
長度
米
質量
千克
時間
秒
電流
安[培]
熱力學溫度
開[爾文]
發光強度
坎[德拉]
物質的量
摩爾
講述:在定量地研究物質及其變化時,很需要把微粒(微觀)跟可稱量的物質(宏觀)聯系起來。怎樣建立這個聯系呢?科學上用“物質的量”這個物理量來描述。物質的量廣泛應用于科學研究、工農業生產等方面,特別是在中學化學里,有關物質的量的計算是化學計算的核心和基礎。這同初中化學計算以質量為基礎不同,是認知水平提高的表現。在今后的學習中,同學們應注意這一變化。
板書:第一節物質的量
提問:通過觀察和分析表格,你對物質的量的初步認識是什么?
回答:物質的量是一個物理量的名稱,摩爾是它的單位。
講述:“物質的量”是不可拆分的,也不能增減字。初次接觸說起來不順口,通過多次練習就行了。
板書:一、物質的量
1.意義:表示構成物質的微觀粒子多少的物理量。它表示一定數目粒子的集合體。
2.符號:n
引入:日常生活中用打表示12個。“打”就是一定數目的物品的集合體。宏觀是這樣,微觀也是這樣,用固定數目的集合體作為計量單位。科學上,物質的量用12g 12 C所含的碳原子這個粒子的集合體作為計量單位,它就是“摩爾”
閱讀:教材45頁
講述:1mol任何粒子的粒子數叫做阿伏加德羅常數。是為了紀念偉大的科學家阿伏加德羅。這個常數的符號是N A,通常用它的近似值6.02×10 23 mol-1 。
板書:二、單位――摩爾
1.摩爾:物質的量的單位。符號:mol
2.阿伏加德羅常數:0.012kg 12 C所含的碳原子數,符號:N A,近似值6.02×10 23 mol-1 。
1mol任何粒子含有阿伏加德羅常數個微粒。
講解:阿伏加德羅常數和6.02×10 23是否可以劃等號呢?
不能。已知一個碳原子的質量是1.933×10-23 g,可以求算出阿伏加德羅常數。
因此注意近似值是6.02×10 23 mol-1 。
提問:1mol小麥約含有6.02×10 23個麥粒。這句話是否正確,為什么?
學生思考:各執己見。
結論: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。6.02×10 23是非常巨大的一個數值,所以宏觀物體不便用物質的量和摩爾。例如,地球上的'人口總和是10 9數量級,如果要用物質的量來描述,將是10 -14數量級那樣多摩爾,使用起來反而不方便。
板書:3.使用范圍:微觀粒子
投影:課堂練習
1.判斷下列說法是否正確,并說明理由。
(1)1mol氧
(2)0.25molCO 2 。
(3)摩爾是7個基本物理量之一。
(4)1mol是6.02×10 23個微粒的粒子集合體。
(5)0.5molH 2含有3.01×10 23個氫原子。
(6)3molNH 3中含有3molN原子,9molH原子。
答案:
(1)錯誤。沒有指明微粒的種類。改成1molO,1molO 2,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。6.02×10 23是阿伏加德羅常數的近似值。二者不能簡單等同。
(5)錯誤。0.5molH 2含有0.5×2=1molH原子,6.02×10 23 ×1=6.02×10 23個。
(6)正確。3molNH 3中含有3×1=3 mol N原子,3×3=9molH原子。
投影:課堂練習
2.填空
(1)1molO中約含有___________個O;
(2)3molH 2 SO 4中約含有__________個H 2 SO 4,可電離出_________molH+
(3)4molO 2含有____________molO原子,___________mol質子
(4)10molNa +中約含有___________個Na+
答案:(1)6.02×10 23(2)3×6.02×10 23,6mol?(3)8mol,8×8=64mol(因為1molO原子中含有8mol質子)(4)10×6.02×10 23(5)2mol
討論:通過上述練習同學們可以自己總結出物質的量、微粒個數和阿伏加德羅常數三者之間的關系。
板書:4.物質的量(n)微粒個數(N)和阿伏加德羅常數(N A)三者之間的關系。
小結 :摩爾是物質的量的單位,1mol任何粒子的粒子數是阿伏加德羅常數,約為6.02×10 23 。物質的量與粒子個數之間的關系:
作業:教材P 48一、二
板書設計
第三章物質的量
第一節物質的量
一、物質的量
1.意義:表示構成物質的微觀粒子多少的物理量。它表示一定數目粒子的集合體。
2.符號:n
二、單位――摩爾
1.摩爾:物質的量的單位。符號:mol
2.阿伏加德羅常數:0.012kg 12 C所含的碳原子數,符號:N A,近似值6.02×10 23 mol-1 。
1mol任何粒子含有阿伏加德羅常數個微粒。
3.使用范圍:微觀粒子
4.物質的量(n)微粒個數(N)和阿伏加德羅常數(N A)三者之間的關系。
探究活動
阿伏加德羅常數的測定與原理
阿伏加德羅常數的符號是NA,單位是每摩(mol -1),數值是
NA = (6.0221376±0.0000036)×10 23 /mol
阿伏加德羅常數由實驗測定。它的測定精確度隨著實驗技術的發展而不斷提高。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不同,但測定結果幾乎一樣,可見阿伏加德羅常數是客觀存在的重要常數。例如:用含Ag +的溶液電解析出1mol的銀,需要通過96485.3C(庫侖)的電量。已知每個電子的電荷是1.60217733×10 -19 C,則
NA =
下面著重介紹單分子膜法測定常數的操作方法。
實驗目的
1、進一步了解阿伏加德羅常數的意義。
2、學習用單分子膜法測定阿伏加德羅常數的原理和操作方法。
實驗用品
膠頭滴管、量筒(10 mL)、圓形水槽(直徑30 cm)、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分子,再由硬脂酸分子的摩爾質量M,即可求得阿伏加德羅常數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,并計算出1滴硬脂酸苯溶液的體積V1。
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5 cm處,垂直往水面上滴一滴,待苯全部揮發,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,重復以上操作二次。重復操作時,先將滴管內剩余的溶液擠凈,吸取新鮮溶液,以免由于滴管口的苯揮發引起溶液濃度的變化。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為(d—1)(詳見注釋),那么形成單分子膜需用硬脂酸的質量為:
(3)根據水槽直徑,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A=2.2×10-15 cm 2,在水面形成的硬脂酸的分子個數為:S/A。
(4)根據(2)和(3)的結果,可計算出每個硬脂酸分子的質量為:
(5)1mol硬脂酸的質量等于284g(即M=284g/mol),所以1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子個數,即阿伏加德羅常數N為:
注釋:當最后一滴硬脂酸溶液滴下后,這滴溶液在水面呈透鏡狀,說這滴溶液沒有擴散,即沒有參與單分子膜的形成。這時單分子膜已經形成完畢,應停止滴入溶液,所以,在計算形成單分子膜所需硬脂酸溶液的滴數時,應將最后一滴減掉,即滴數計為d—1。
說明:
一、實驗成功標志
根據實驗數據計算的阿伏加德羅常數NA在(5-7)×10 23范圍內為成功。
二、失敗征象
實驗測定的阿伏加德羅常數數量級不等于1×10 23 。
三、原因分析
1、因為苯是易揮發的溶劑,故在配制、使用硬脂酸苯溶液的過程中因為苯的揮發,造成濃度的變化。
2、在測量每滴硬脂酸苯溶液體積時是連續滴液的,在形成單分子膜時的滴液是間歇的,同時,滴管內液體多少不同,手捏膠頭的力不同這些因素,均可導致液滴的大小不均勻。
3、水槽洗滌不干凈,將會造成很大的誤差。
4、水槽水面直徑測量不準確也會造成誤差。
四、注意問題
1、苯中有少量的水,可用無水氯化鈣或氧化鈣除去。
2、配好待用的硬脂酸苯溶液一定要嚴加密封,防止苯的揮發。在使用過程中要隨時加塞塞住。
3、在使用膠頭滴管滴液時,均要采取垂直滴入法,以保持液滴大小均勻。
4、在形成單分子膜的過程中,應保持水面平靜,防止單分子膜重疊。
5、水槽的洗滌:每做完一次實驗,一定要把水槽洗滌干凈。否則,第二次實驗所需硬脂酸苯溶液的滴數將明顯減少,因為殘留在水槽內的硬脂酸分子會占據部分水面。洗滌方法:用自來水充滿水槽,讓水從水槽邊溢出,反復2-3次即可。
高一化學物質的量教案2
教學目標
知識目標
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的涵義。
4、使學生了解摩爾質量的概念。了解摩爾質量與相對原子質量、相對分子質量之間的關系。
5、使學生了解物質的量、摩爾質量、物質的質量之間的關系。掌握有關概念的計算。
能力目標
培養學生的邏輯推理、抽象概括的能力。
培養學生的計算能力,并通過計算幫助學生更好地理解概念和運用、鞏固概念。
情感目標
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。培養學生尊重科學的思想。
強調解題規范化,單位使用準確,養成良好的學習習慣。
教學建議
教材分析
本節內容主要介紹物質的量及其單位和摩爾質量。這是本節的重點和難點。特別是物質的量這個詞對于學生來說比較陌生、難以理解。容易和物質的質量混淆起來。因此教材首先從為什么學習這個物理量入手,指出它是聯系微觀粒子和宏觀物質的紐帶,在實際應用中有重要的意義,即引入這一物理量的重要性和必要性。然后介紹物質的量及其單位,物質的量與物質的微粒數之間的關系。教師應注意不要隨意拓寬和加深有關內容,加大學生學習的困難。
關于摩爾質量,教材是從一些數據的'分析,總結出摩爾質量和粒子的相對原子質量或相對分子質量的區別和聯系,自然引出摩爾質量的定義。有利于學生的理解。
本節還涉及了相關的計算內容。主要包括:物質的量、摩爾質量、微粒個數、物質的質量之間的計算。這類計算不僅可以培養學生的有關化學計算的能力,還可以通過計算進一步強化、鞏固概念。
本節重點:物質的量及其單位
本節難點:物質的量的概念的引入、形成。
教法建議
1.在引入物質的量這一物理量時,可以從學生學習它的重要性和必要性入手,增強學習的積極性和主動性。理解物質的量是聯系微觀粒子和宏觀物質的橋梁,可以適當舉例說明。
2.物質的量是一個物理量的名稱。不能拆分。它和物質的質量雖一字之差,但截然不同。教學中應該注意對比,加以區別。
3.摩爾是物質的量的單位,但是這一概念對于學生來講很陌生也很抽象。再加上對高中化學的畏懼,無形中增加了學習的難點。因此教師應注意分散難點,多引入生活中常見的例子,引發學習興趣。
4.應讓學生準確把握物質的量、摩爾的定義,深入理解概念的內涵和外延。
(1)明確物質的量及其單位摩爾是以微觀粒子為計量對象的。
(2)明確粒子的含義。它可以是分子、原子、粒子、質子、中子、電子等單一粒子,也可以是這些粒子的特定組合。
(3)每一個物理量都有它的標準。科學上把0.012kg 12C所含的原子數定為1mol作為物質的量的基準。1mol的任何粒子的粒子數叫做阿伏加德羅常數。因此阿伏加德羅常數的近似值為6.02×1023mol-1,在敘述和定義時要用“阿伏加德羅常數”,在計算時取數值“6.02×1023mol-1”。
5.關于摩爾質量。由于相對原子質量是以12 C原子質量的作為標準,把0.012kg 12 C所含的碳原子數即阿伏加德羅常數作為物質的量的基準,就能夠把摩爾質量與元素的相對原子質量聯系起來。如一個氧原子質量是一個碳原子質量的倍,又1mol任何原子具有相同的原子數,所以1mol氧原子質量是1mol碳原子質量的倍,即。在數值上恰好等于氧元素的相對原子質量,給物質的量的計算帶來方便。
6.有關物質的量的計算是本節的另一個重點。需要通過一定量的練習使學生加深、鞏固對概念的理解。理清物質的量與微粒個數、物質的質量之間的關系。
高一化學物質的量教案3
●教學目標
1.使學生初步理解物質的量的單位——摩爾的含義。了解物質的量、物質的粒子數、物質的質量、摩爾質量之間的關系。
2.了解提出摩爾這一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德羅常數的涵義。
3.初步培養學生演繹推理、歸納推理、邏輯推理和運用化學知識進行計算的能力。
●教學重點
1.物質的量及其單位。
2.摩爾質量的概念和有關摩爾質量的概念計算。
●教學難點
物質的量及其單位——摩爾。
●課時安排
第一課時:物質的量及其單位——摩爾。
第二課時:摩爾質量的概念及其計算。
●教學過程
★第一課時
[教具準備]投影儀、供練習用的膠片
[引言]我們在初中時知道,分子、原子、離子等我們肉眼看不見的粒子,可以構成客觀存在的、具有一定質量的物質。這說明,在我們肉眼看不見的粒子與物質的質量之間,必定存在著某種聯系。那么,聯系他們的橋梁是什么呢?科學上,我們用“物質的量”這個物理量把一定數目的原子、分子、或離子等微觀粒子與可稱量的物質聯系起來。欲想知道究竟,請認真學好本章內容。
[板書]第三章物質的量
[過渡]什么是物質的量呢?它就是本節課我們所要認識的對象。
[板書]第一節物質的量
[講解]就像長度可用來表示物體的長短,溫度可表示物體的冷熱程度一樣,物質的量可用來表示物質所含粒子數目的多少,其符號為n,它是國際單位制中的基本物理量,四個字不能分開。長度、溫度的單位分別是米和開爾文,物質的量的單位是摩爾,符號mol,簡稱摩。
[板書]一、物質的量
1.是一個物理量,符號為n,單位為摩爾(mol)。
[講解]課本上列出了國際單位制中的7個基本物理量,供大家參考。
[稍頓]既然物質的量是用來表示物質所含粒子數目的多少的,那么,物質的量的1個單位即1mol表示的數目是多少呢?
指導學生閱讀,分析書上有關內容,并得出結論。
[板書]2.1mol粒子的數目是0.012kg12C中所含的碳原子數目,約為6.02×1023個。
3.1mol粒子的數目又叫阿伏加德羅常數,符號為NA,單位mol-1。
[講解]阿伏加德羅是意大利物理學家,他對6.02×1023這個數據的得出,有著很大的貢獻,用其名字來表示該常數,以示紀念。
[投影練習]填空
1.1molH2所含氫氣分子的個數。
2.2mol氫分子含個氫原子。
3.1molSO是個硫酸根離子。
[講解]物質的量只限制了所含粒子個數的多少,并沒限制粒子種類,所以,使用摩爾時應注明所指粒子是哪種。
[投影練習]
判斷正誤,說明理由。
A.1mol氫×沒有指出是分子、原子或離子
B.1molCO2√
C.1mol小米×小米不是微觀粒子
[評價上題,得出結論]
[板書]4.使用摩爾時,必須指明粒子的種類,可以是分子、原子、離子、電子等。
[投影]根據摩爾的有關知識,進行計算。
1.1.204×1024個H,合多少mol?
2.5mol的O2中有多少個氧氣分子?
3.N個水分子的物質的量是多少?(已知,阿伏加德羅常數為NA)
教師引導學生總結得出:粒子總個數、阿伏加德羅常數、物質的量三者的關系為:
[板書]5.
[講解]摩爾是一個巨大數量粒子集合體,可以有0.5molO2,0.01molH2SO4等,而分子、原子等,就不能說0.5個或0.01個。
[投影練習]
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。
3.1molH2SO4中含有個H2SO4分子,個硫酸根離子。
4.1molHCl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,1molH2O中呢?
[小結]物質的量是一個基本物理量,單位為摩爾,它表示含有一定數目的粒子集體,1mol物質含有阿伏加德羅常數個粒子。
[板書設計]第三章物質的量
第一節物質的量
一、物質的量
1.是一個物理量,符號為n,單位為摩爾(mol)。
2.1mol粒子的數目是0.012kg12C中所含的碳原子數目,約為6.02×1023個。
3.1mol粒子的數目又叫阿伏加德羅常數,符號為NA,單位為mol-1。4.使用摩爾時,必須指明粒子(分子、原子、離子、質子、電子等)的種類。
5.n=
[教學說明]物質的量是整個高中化學教學中的重點和難點之一。教師應按教學內容的要求,深入淺出地講清物質的量的概念,不要希望一節課就能解決概念的全部問題,也不要認為講明白了學生就應該會了。實際上,學生在思考問題,回答問題或計算中出現錯誤是很正常的。只有在本章教學和后續的各章教學中,幫助學生反復理解概念、運用概念,不斷地糾正出現的錯誤,才能使學生較深刻地理解,較靈活地運用這一概念。
★第二課時
[教學用具]投影儀、膠片、一杯水
[復習提問]1.1mol物質所含粒子的個數是以什么為標準得出來的?
2.物質的量、阿伏加德羅常數、粒子總個數三者之間的關系?
[新課引入]教師取一杯水,(教案 ) 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,現在讓你們來數,能數得清嗎?”
回憶初中有關水分子的知識:
10億人數一滴水里的水分子,每人每分鐘數100個,日夜不停,需要3萬多年才能數清。
很顯然,靠我們在座的大家一個一個來數,在我們的有生之年,是完不成任務的。那么,能否有其他的方法呢?
答案是肯定的。我只要稱一下這杯水的質量,就可以很輕易地知道!
連接水分子這種粒子與水的質量之間的橋梁,就是我們上節課學過的——物質的量。
“下面,就讓我們來導出它們之間的關系。”
[推導并板書]
[板書]
微觀一個C原子一個O原子一個Fe原子
↓擴大6.02×1023↓擴大6.02×102↓擴大6.02×1023
1molC原子1molO原子1molFe原子
↓↓↓
質量0.012kg=12gxgyg
相對原子質量121656
[講解]因為任何一種原子的相對原子質量,若以12C的1/12為標準所得的比值。所以,1mol任何原子的質量比,就等于它們的相對原子質量比。由此我們可求出x值和y值。
[學生計算]得出x=16y=56
[問]要是1molNa原子或1molH原子的質量呢?
[學生討論,得出
結論]1mol任何原子的質量,若以克為單位,在數值上等于其相對原子質量的數值。
[設問]那么,對于由原子構成的分子,其1mol的質量是多少呢?離子呢?
[學生討論]
[教師總結]因為分子都是由原子構成的,所以,1mol任何分子的質量在數值上就等于該分子的相對分子質量。對于離子來講,由于電子的質量很小,可以忽略不計,所以1mol離子的質量在數值上就等于該離子的式量。
[板書]1mol任何物質的質量,是以克為單位,在數值上就等于該物質的原子(分子)的相對原子質量(相對分子質量)。
[投影練習]
1molH2O的質量是g
1molNaCl的質量是g
1molNa+的質量是g
1molS的質量是g
[講解]由以上我們的分析討論可知,1mol任何粒子或物質的質量是以克為單位,在數值上都與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相等,我們將單位物質的量的物質所具有的質量叫做摩爾質量,也就是說,物質的摩爾質量是該物質的質量與該物質的物質的量的比。
[板書]摩爾質量:單位物質的量的物質所具有的質量。
符號:M單位:g·mol-1或kg·mol-1
表達式:M=
[講解]依據此式,我們可以把物質的質量與構成物質的粒子集體聯系起來。
[投影練習]1.Na的摩爾質量
2.NaCl的摩爾質量
3.SO的摩爾質量
(注意單位)
[教師]下面,讓我們根據摩爾質量的概念進行計算。
[投影]例1.24.5克H2SO4的物質的量是多少?
[分析]由式子M=可得n=,我們可以通過H2SO4的相對分子質量得出M(H2SO4)=98g·
mol-1,題中給出了H2SO4的質量m(H2SO4)=24.5g
解:H2SO4的相對分子質量為98,摩爾質量為98g·mol-1。
n(H2SO4)==0.25mol
答:24.5gH2SO4的物質的量是0.25mol。
[練習]1.1.5molH2SO4的質量是,其中含有molO,molH,其質量分別為和。
2.0.01mol某物質的質量為1.08g,此物質的摩爾質量為。
例2.71gNa2SO4中含有Na+和SO的物質的量是多少?
[分析]因Na2SO4是由Na+和SO構成的,1molNa2SO4中含2molNa+和1molSO,只要我們知道了Na2SO4的物質的量,即可求出n(Na+)和n(SO)。
解:Na2SO4的相對分子質量為142,摩爾質量為142g·mol-1。
n(Na2SO4)==0.5mol
則Na+的物質的量為1mol,SO的物質的量為0.5mol。
[思考]
[教師拿起一上課時的那杯水]問:已知,我手里拿的這杯水的質量是54克,大家能算出里面所含的水分子的個數嗎?
[n(H2O)==0.3mol
N(H2O)=nNA=3×6.02×1023=1.806×1024個]
[小結]1mol不同物質中,所含的分子、原子或離子的數目雖然相同,但由于不同粒子的質量不同,因此,1mol不同物質的質量也不相同,以g為單位時,其數值等于該粒子的相對原子(分子)
[布置作業]略
[板書設計]
微觀1個C1個O1個Fe
↓擴大6.02×1023倍↓擴大6.02×1023倍↓擴大6.02×1023倍
1molC1molO1molFe
質量0.012kg=12gxy
相對原子質量121656
因為元素原子的質量比=元素相對原子質量比
所以x=16y=56
[結論]1mol任何物質的質量,是以克為單位,在數值上等于該物質的原子的(分子的)相對原子質量(相對分子質量)。
摩爾質量:單位物質的量的物質所具有的質量。
符號:M
單位:g·mol-1kg·mol-1
表達式:M=m/n
[教學說明]此課時最常出現的問題是有關物質的量和質量之間關系的推導。這往往是由于初中學習時,對相對原子質量的涵義不甚明了所致。因此,可根據學生的具體情況先復習有關相對原子質量的知識。另外,有關摩爾質量的單位也是學生容易忽略的。
第二節氣體摩爾體積
●教學目標
1.在學生了解氣體的體積與溫度和壓強有密切關系的基礎上,理解氣體摩爾體積的概念。
2.通過氣體摩爾體積和有關計算的教學,培養學生分析、推理、歸納、總結的能力。
●教學重點
氣體摩爾體積的概念。
●教學難點
氣體摩爾體積的概念。
●教學用具
投影儀。
●課時安排
第一課時:氣體摩爾體積的概念。
第二課時:有關氣體摩爾體積的計算。
●教學過程
★第一課時
[引言]通過上一節課的學習,我們知道,1mol任何物質的粒子個數都相等,約為6.02×1023個,1mol任何物質的質量都是以克為單位,在數值上等于構成該物質的粒子的相對原子(分子)質量。那么,1mol任何物質的體積(即摩爾體積)又該如何確定呢?
[教師]1mol任何物質的質量,我們都可以用摩爾質量做橋梁把它計算出來。若想要通過質量求體積,還須怎樣才能達到目的呢?
[學生]還需知道物質的密度!
[教師]請寫出質量(m)體積(V)密度(ρ)三者之間的關系,[]
下面,我們根據已有的知識,來填寫下表。
注:質量與體積欄內的數值由學生填寫。
[投影]溫度0°C、壓強101kPa請同學們根據計算結果,并參照課本上的1mol幾種物質的體積示意圖,分析物質存在的狀態跟體積的關系。
[學生討論]
[結論]1.1mol不同的固態或液態的物質,體積不同。
2.在相同狀態下,1mol氣體的體積基本相同。
3.同樣是1mol的物質,氣體和固體的體積相差很大。
[指導學生參看課本上1mol水由液態變為氣態的插圖和有關數據,來體會1mol同樣物質,當狀態不同時,其體積的差異]
[教師]請大家參考課本內容和自己計算所得數據,分析和討論以下問題:
[投影]1.物質體積的大小取決于哪些微觀因素?
2.當粒子數一定時,固、液、氣態物質的體積主要取決于什么因素?
3.為什么相同外界條件下,1mol固、液態物質所具有的體積不同,而1mol氣態物質所具有的體積卻基本相同?
4.為什么比較一定量氣體的體積,要在相同的溫度和壓強下進行?
[學生活動,回答]
[老師總結]1.物質體積的大小取決于物質粒子數的多少、粒子本身的大小和粒子之間的距離三個因素。
2.當粒子數一定時,固、液態的體積主要決定于粒子本身的大小,而氣態物質的體積主要決定于粒子間的距離。
3.在固態和液態中,粒子本身的大小不同決定了其體積的不同,而不同氣體在一定的溫度和壓強下,分子之間的距離可以看作是相同的,所以,粒子數相同的氣體有著近似相同的體積。
4.氣體的體積受溫度、壓強的影響很大,因此,說到氣體的體積時,必須指明外界條件。
[講述]對于氣體來說,我們用得更多的是氣體的體積,而不是質量,且外界條件相同時,物質的量相同的任何氣體都含有相同的體積,這給我們測定氣體提供了很大的方便,為此,我們專門引出了氣體摩爾體積的概念。這也是我們本節課所學的重點。
[板書]一、氣體摩爾體積
單位物質的量的氣體所占的體積。
[講解]即氣體的體積與氣體的物質的量之比,符號為Vm,表達式為Vm=。
[板書]符號:Vm
表達式:Vm=
單位:L·mol-1
[講解并板書]
在標準狀況下,1mol任何氣體的體積都約是22.4L。(或氣體在標準狀況下的摩爾體積約是22.4L)
[講解]1.為了研究的方便,科學上把溫度為0°C、壓強為101kPa規定為標準狀態,用S·T·P表示。
2.氣體摩爾體積僅僅是針對氣體而言。
3.同溫同壓下,氣體的體積只與氣體的分子數目有關,而與氣體分子的種類無關。
[投影練習]判斷正誤
1.標況下,1mol任何物質的體積都約為22.4L。(×,物質應是氣體)
2.1mol氣體的體積約為22.4L。(×,未指明條件——標況)
3.標況下,1molO2和N2混合氣(任意比)的體積約為22.4L。(√,氣體體積與分子種類無關)
4.22.4L氣體所含分子數一定大于11.2L氣體所含的分子數。(×,未指明氣體體積是否在相同條件下測定)
5.任何條件下,氣體的摩爾體積都是22.4L。(×,只在標況下)
6.只有在標況下,氣體的摩爾體積才能是22.4L。(×,不一定)
思考:同溫同壓下,如果氣體的體積相同則氣體的物質的量是否也相同呢?所含的分子數呢?
[學生思考并回答]
[教師總結]因為氣體分子間的平均距離隨著溫度、壓強的變化而改變,各種氣體在一定的溫度和壓強下,分子間的`平均距離是相等的。所以,同溫同壓下,相同體積氣體的物質的量相等。所含的分子個數也相等。這一結論最早是由意大利科學家阿伏加德羅發現的,并被許多的科學實驗所證實,成為定律,叫阿伏加德羅定律。
[板書]阿伏加德羅定律:在相同的溫度和壓強下,相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。
[講解]由上述定律我們可以推出如下推論:
[板書]同溫同壓下:
[小結]影響物質的體積的因素有多種,對于氣體,相同條件下,物質的量相同的氣體含有相同的體積。為此,引入了氣體摩爾體積的概念,標準狀況下,氣體摩爾體積的數值約為22.4L·
mol-1。只要同學們正確掌握氣體摩爾體積的概念和阿伏加德羅定律的涵義,就很容易做氣體的質量和體積之間的相互換算。
[布置作業]略
[板書設計]第二節氣體摩爾體積
一、氣體摩爾體積
單位物質的量的氣體所占的體積。
表達式:Vm=
單位:L·mol-1
標準狀況下的氣體摩爾體積:Vm=22.4L·mol-1
阿伏加德羅定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子。
[教學說明]本課題立足于師生共同探究和討論,要求教師要充分調動起學生的積極性和主動性。同時,要注意,學生在課堂上雖然很好地理解了氣體摩爾體積,但在課下對有關條件特別容易忽略。因此,教師在講授時要注重強調外界條件對氣體的影響。
★第二課時
[復習練習]
[投影]1.在標準狀況下,2molCO2的體積是多少?44.8LH2的物質的量是多少?它們所含的分子數是否相同?
2.在標準狀況下,若兩種氣體所占體積不同,其原因是()
A.氣體性質不同B.氣體分子的大小不同
C.氣體分子間平均距離不同D.氣體的物質的量不同
[引言]在以前的學習中,我們知道了物質的量與質量及粒子個數的關系,上節課我們又學了氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律,大家能否找出這些量之間的相互關系呢?
[學生活動][教師指導并最后歸納]
[講解]我們知道物質的量是聯系質量和粒子集體的橋梁,也是與氣體的體積密切相關的物理理,以此為中心,我們可得出以下關系:
[板書]
[講解]根據我們上節課講過的內容,大家想想在m與V,M與Vm之間又有著什么樣的關系呢?
[大家討論]
[結論]Vm·ρ=MVρ=m
[把上列關系補充在上面所寫的關系網中]
[過渡]下面我們就在熟悉以上各量之間關系的基礎上,重點學習有關氣體摩爾體積的計算。
[板書]二、有關氣體摩爾體積的計算
[投影]例1.標準狀況下,2.2gCO2的體積是多少?
[分析]要知道CO2在標準狀況下的體積,必須用到標準狀況下的氣體摩爾體積,這需要氣體的物質的量做橋梁。根據我們上面對各量關系的討論,可進行如下計算:
解:n(CO2)==0.05mol
因為在標準狀況下Vm=22.4L·mol-1
所以0.05molCO2在標準狀況下的體積為:
V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L
答:在標準狀況下,2.2gCO2的體積為1.12L。
例2.在標準狀況下,測得1.92克某氣體的體積為672mL。計算此氣體的相對分子質量。
[學生先思考并計算,教師巡看,然后視具體情況進行分析,總結]
[分析]物質的相對分子質量與該物質的摩爾質量在數值上是相等的。因此,要求某物質的相對分子質量,首先應計算出該物質的摩爾質量。據M=ρVm可以求出:據M=也可以求出結果。
[解法一]解:在標準狀況下,該氣體的密度為:
ρ==2.86g·L-1
標準狀況下Vm=22.4L·mol-1
則該氣體的摩爾質量為:
M=ρVm=2.86g·L-1×22.4L·mol-1=64g·mol-1
即該氣體的相對分子質量為64。
[解法二]解:標準狀況下,該氣體的物質的量為:
n===0.03mol
摩爾質量為:
M===64g·mol-1
即氣體的相對分子質量為64。
答:此氣體的相對分子質量為64。
[請大家下去以后考慮該題是否還有其他解法]
[投影]
[補充思考]現有3.4gH2S和0.1molHBr氣體。
(1)不同條件下,哪個分子數較多?
(2)相同條件下,哪個該用較大的容器裝?
(3)不同條件下,哪個質量大?大多少?
(4)哪個所含H原子的物質的量多?多多少?
(5)其中含S和Br各多少克?
[解答](1)條件不同時,例如改變壓強或溫度,只能改變氣體的體積,改變不了分子的數目,因為兩者均為0.1mol,所以兩者分子數目相等。
(2)相同條件下,物質的量相同的氣體體積相同,所以應用一樣的容器裝。
(3)不同條件下,只改變聚集狀態不改變其質量。0.1molHBr的質量=0.1mol×81g·mol-1=8.1g,比H2S多4.7克。
(4)H2S含的H比HBr多0.1mol。
(5)S為3.2g,Br為8g。
[小結]有關物質的量之間的換算,必須熟悉各量之間的關系,對氣體進行的計算,尤其要注意外界條件,對于同一個問題,可通過不同途徑進行解決。
[板書設計]
二、有關氣體摩爾體積的計算
[教學說明]涉及物質的量的計算,概念較多,而概念的清晰與否,直接影響到解題的質量,所以,采取邊學邊練習、邊比較的方法可以增強學生掌握知識的牢固程度。
★第二課時
[復習鞏固]
[投影]1.已知某1LH2SO4溶液中含有250mL濃H2SO4,可以算出這種溶液的物質的量濃度嗎?(不能)
2.已知每100克H2SO4溶液中含有37克H2SO4,可以算出這種溶液的物質的量濃度嗎?(不能)
[設問]那么,要算出溶液中溶質的物質的量濃度,必須從哪方面著手呢?
[結論]必須設法找出溶液的體積和溶液中溶質的物質的量。
[教師]請大家根據剛才的分析,做如下練習。
[投影]3.將質量為m,相對分子質量為Mr的物質溶解于水,得到體積為V的溶液,此溶液中溶質的物質的量濃度為(c=)
[引言]上節課我們知道了物質的量濃度的概念及其與質量分數的區別,本節課我們來學習物質的量濃度與溶質的質量分數之間的聯系及有關溶液稀釋的計算。[板書]二、溶液中溶質的質量分數與物質的量濃度的換算
[投影]例1.已知37%的H2SO4溶液的密度為1.28g·cm-3,求其物質的量濃度。
[分析]從上節課的知識我們知道,溶質的質量分數和物質的量濃度都可用來表示溶液的組成。因此,二者之間必定可以通過一定的關系進行換算。根據我們剛才的討論分析可知,要算出物質的量濃度,必須設法找出所取溶液的體積及其中所含溶質的物質的量。由于濃度是與所取溶液的多少無關的物理量,所以,我們既可取一定質量的溶液來計算,也可取一定體積的溶液來計算,為此,我們可以采用以下兩種方法。
解法一:
取100g溶液來計算
m(H2SO4)=100g×37%=37g
n(H2SO4)==0.37mol
V(液)==78.12mL=0.078L
c(H2SO4)==4.8mol·L-1
答:37%的H2SO4溶液的物質的量濃度為4.8mol·L-1。
解法二:
取1L溶液來計算
V(液)=1L
m(H2SO4)=V[H2SO4(aq)]·ρ·w=1000mL×1.28g·cm-3×37%=473.6g
n(H2SO4)==4.8mol
c(H2SO4)==4.8mol·L-1
答:37%的H2SO4溶液的物質的量濃度為4.8mol·L-1。
[思考題]對于溶質質量分數為w,密度為ρ的某溶質的溶液,其物質的量濃度的表示式為:()。
[同學們思考后]
[板書]c=
[練習]市售濃H2SO4中,溶質的質量分數為98%,密度為1.84g·cm-3。計算市售濃H2SO4中,H2SO4的物質的量濃度。(c==18.4mol·L-1)
[設問過渡]如果已知溶液中溶質的物質的量濃度c及溶液的密度ρ,又怎樣求其質量分數呢?
[同學們對上式推導后得出]
[板書]w=
[投影]例2.已知75mL2mol·L-1NaOH溶液的質量為80克,計算溶液中溶質的質量分數。
[分析]在已知溶液質量的情況下,要求溶質的質量分數還須算出溶液中溶質的質量,依題意,
我們可進行如下計算:
解:75mL2mol·L-1NaOH溶液中溶質的物質的量為:
n=c(NaOH)·V[NaOH·(aq)]=2mol·L-1×0.075L=0.15mol
m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.15mol×40g·mol-1=6g
w(NaOH)=×100%=×100%=7.5%
答:溶液中溶質的質量分數為7.5%。
[教師]根據以上的計算,請同學們找出下列各量之間的關系。
[板書]
溶質的質量溶質的物質的量
溶液的質量溶液的體積
[學生們完成上述關系后]
[過渡]在實際生產中,對一定物質的量濃度的濃溶液,還往往需要稀釋后才能使用。如噴灑農藥時,須把市售農藥稀釋到一定濃度才能施用,實驗室所用一定濃度的稀H2SO4也均由濃H2SO4稀釋而來,這就需要我們掌握有關溶液稀釋的計算。
[板書]三、有關溶液稀釋的計算
[設問]溶液在稀釋前后,遵循什么樣的規律呢?請同學們根據初中學過的一定質量分數的溶液稀釋時所遵循的規則來分析稀釋一定物質的量濃度的溶液所遵循的規律。
[大家思考,學生回答]
[教師總結]稀釋濃溶液時,溶液的體積要發生變化,但溶質的量(質量或物質的量)均不變。為此,在用一定物質的量濃度的濃溶液配制稀溶液時,我們常用下面的式子來進行有關計算:
[板書]c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)
[投影]例3.配制250mL1mol·L-1的HCl溶液,需要12mol·L-1HCl溶液的體積是多少?
[分析]本題可依據上式進行計算
解:設配制250mL(V1)·1mol·L-1(c1)HCl溶液,需要12mol·L-1(c2)HCl溶液的體積為V2
c1·V1=c2·V2
V2==0.021L=21mL
答:配制250mL1mol·L-1的HCl溶液,需要12mol·L-1HCl溶液21mL。
[小結]表示溶液組成的溶質的物質的量濃度和溶質的質量分數之間可通過一定的關系進行換算。解有關溶液稀釋的問題,遵循的原則是:稀釋前后溶質的量不變。
[板書設計]二、溶液中溶質的質量分數與溶質的物質的量濃度的換算
三、有關溶液稀釋的計算
c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)
[布置作業]重溫實驗基本操作中“容量瓶的使用”的內容,并預習下節課。
[教學說明]有關物質的量濃度的計算,由于涉及概念較多,一般學生,特別是思考和分析問題能力較差的學生,要熟練掌握這些內容是有困難的,這需要在以后的學習中進行多次相關的訓練才能切實掌握。
知識的歸納、整理是常用的科學方法。學生只有知道知識的來龍去脈,參與有關知識網、包括公式等的整理工作,克服單純的模仿和套用公式的毛病,才能真正掌握它。讓學生參與其中,有利于發展和提高他們的思維能力、分析問題和解決問題的能力。
★第三課時
[復習]在實際生產和科學實驗中,固體往往要配成溶液才能使用,濃溶液也常常須稀釋到一定濃度才能滿足需要,有關溶液的配制在初中我們就已學習過,即一定質量分數的溶液的配制,請大家回憶有關知識后,思考并回答以下問題。
[投影]配制200g5%的NaCl溶液,需要哪些實驗用品和進行什么樣的操作?
[學生考慮并回答]
[投影列出答案]
[儀器]天平(含濾紙)、藥匙、玻璃棒、小燒杯、量筒、膠頭滴管
步驟:1.計算,2.稱量,3.溶解。
[導入]物質的量濃度和溶質的質量分數一樣,也是用來表示溶液組成的。如果我們要配制一定物質的量濃度的溶液,所需容器和步驟是否和配制一定質量分數的溶液一樣呢?這就是我們本節課所要解決的問題。
[板書]四、配制一定物質的量濃度的溶液
[教師]下面,我們以配制500mL1mol·L-1的Na2CO3溶液為例來分析配制一定物質的量濃度的溶液所需的儀器和步驟。
[講解]溶液是由溶質和溶劑組成的,要配制一定濃度的溶液,首先需要算出溶質和溶液的量。此題需要的原料是Na2CO3和水。
[請同學們計算出所用Na2CO3的質量]
m(Na2CO3)=n(Na2CO3)·M(Na2CO3)=c(Na2CO3)·V[Na2CO3(aq)]·M(Na2CO3)
=0.1mol·L-1×0.5L×106g·mol-1=5.3g
[板書]配制步驟:1.計算
[設問]我們用什么儀器來取用5.3g的Na2CO3呢?
[學生回答]
[板書]儀器
1.天平(含濾紙)2.藥匙
[設問]所需溶質的質量有了,那么,所需溶劑即水的量呢?我們能否算出它的質量或體積呢?
[學生思考并討論]
[教師]顯然,我們根據題中條件無法算出水的量。即我們不能通過用一定量的水和Na2CO3混合來配出所需的Na2CO3溶液。那么,是不是就沒有其他辦法了呢?
[教師]展示500mL的容量瓶
[教師]這種儀器可以幫助我們達到目的。請大家回憶實驗基本操作中容量瓶的使用方法。
[投影]容量瓶的使用
1.容量瓶的體積固定,有不同規格(100mL、250mL、500mL、1000mL等)。
2.使用前須檢驗容量瓶是否漏水。
3.溶液溫度與容量瓶上標定溫度一致時,所取液體的體積最標準。
4.溶液液面接近刻度線1cm~2cm時,須用膠頭滴管加水至刻度線。
[教師]下面,老師演示配制溶液的過程,大家請注意觀察我所用到的儀器和操作步驟。
[教師演示]
[教師和學生一同總結出以下的內容并板書]
[板書]配制步驟
2.稱量,3.溶解,4.移液,5.洗滌,6.定容,7.搖勻。
[儀器]3.容量瓶,4.燒杯,5.玻璃棒,6.膠頭滴管。
[教師]在熟悉了配制步驟和所用儀器后,請大家思考回答下列問題。
[投影]1.為什么要用蒸餾水洗滌燒杯內壁?
2.為什么要將洗滌后的溶液注入到容量瓶中?
3.為什么不直接在容量瓶中溶解固體?
(大多數物質溶解時都會伴隨著吸熱或放熱過程的發生,引起溫度升降,從而影響到溶液體積)
4.轉移溶液時,玻棒為何必須靠在容量瓶刻度線下?
5.為什么要輕輕振蕩容量瓶,使容量瓶中的溶液充分混合?
[過渡]以上我們分析了在配制過程中需注意的問題。若在配制操作中有以下行為,將會對配制結果造成什么樣的影響呢?
[投影]1.稱量時,物體與砝碼的位置顛倒。
2.容量瓶內壁存有水珠。
3.定容時仰視讀數。
4.未用蒸餾水洗滌燒杯內壁。
5.溶質溶解后,沒有恢復至室溫轉移。
6.用量筒量取液體時,俯視讀數,使所讀溶液體積偏小。
7.天平的砝碼沾有其他物質或已生銹。
[總結]分析誤差時,要根據c=圍繞操作行為對n與V的影響來分析。
[思考練習題]若用98%的濃H2SO4(ρ=1.84g·cm-3)配制1000mL物質的量濃度為0.1mol·
L-1的溶液,需怎樣配制?
[注意]①計算濃H2SO4的體積V
②濃H2SO4的正確稀釋方法③向容量瓶中轉移溶液時,要待溶液冷卻后再進行
[小結]配制一定物質的量濃度的溶液,最主要的儀器是容量瓶,其配制步驟與所需儀器與配制一定質量分數的溶液是不同的。
[板書設計]四、配制一定物質的量濃度的溶液
配制步驟:1.計算,2.稱量,3.溶解,4.移液,5.洗滌,6.定容,7.搖勻。
所用儀器:1.天平,2.濾紙,3.藥匙,4.容量瓶,5.燒杯,6.玻璃棒,7.膠頭滴管。
[教學說明]配制一定物質的量濃度的溶液,是高中階段最重要的實驗之一,除了要掌握正確的配制步驟及儀器的使用方法外,還要能準確地分析實驗誤差,以利于學生思維能力及分析問題能力的提高。
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