《化学计量在实验中的应用物质的量》.docx

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《化学计量在实验中的应用物质的量》

《化学计量在实验中的应用——物质的量》

教学设计

一、       教材分析

（一）教材的地位与作用

本节内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书化学必修1第一章第二节——化学计量在实验中的应用，以概念学习为主导，通过学习学会接受新概念并熟练运用。

“物质的量”所占篇幅不过是课本中的一页，但有关“物质的量”的应用却贯穿整个高中学习，是学生计算方法和思维上的一大转变。

本内容主要介绍物质的量及其单位，教材首先从为什么学习这个物理量入手，指出它是联系微观粒子和宏观物质的纽带，在实际应用中有重要的意义，即引入这一物理量的重要性和必要性。

然后介绍物质的量及其单位，物质的量与物质的微粒数之间的关系。

为后面介绍摩尔质量，气体摩尔体积奠定了基础。

（二）教学目标

1、知识与技能

（1）理解“物质的量”这个物理量及其单位-摩尔

（2）初步学会“物质的量、微粒数”之间的相互转化

（3）了解引进摩尔这一单位的重要性和必要性，懂得阿伏加德罗常数的涵义

2、过程与方法

（1）通过问题解决的方式，从已有的相似概念迁移形成物质的量概念

（2）在问题解决的过程中，初步学会类比、迁移的学习方法，提高归纳概括能力和逻辑推理能力，培养学习的自信心，增强自主学习的能力

（3）通过问题——建构的模式，化静态为动态，理解物质的量的概念形成过程，学会概念学习的常用方式

3、情感态度与价值观

（1）在多种问题解决的活动中，体会到化学微观表征的重要意义并在获得成功的过程中树立学习的信心与兴趣

（2）体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用，养成求真务实、大胆创新、积极实践的科学态度

（三）教学重难点

重点：

物质的量及其单位，阿伏加德罗常数的涵义

难点：

物质的量及其单位的理解，物质的量与阿伏加德罗常数的关系

二、       学情分析

在第一节中接触了基本化学实验操作之后，学生思考到的一个矛盾是：

实验中，取用的药品无论是单质还是化合物，都是可以用器具称量的，而物质间发生的化学反应是原子、离子、或分子之间按一定的数目关系进行的。

那么，可称量物质与原子、离子或分子之间有什么联系呢？

由于学生对化学实验有着强烈的兴趣，而由于认知的需求，学生的学习积极性又得到了充分调动。

学生的认知矛盾是学生学习的强大动力，由于物质的量的概念非常抽象，而且学生从初中刚刚进入高中，微观想象能力还不是很高，因此纯粹的灌输概念教学不仅伤害学生的热情，还有可能使学生在进入高中时就失去学习化学的兴趣，所以，应该从学生熟悉的事物入手，引导学生从宏观事物进入微观事物的学习。

三、       教法分析

1、采用小游戏引课，通过学生参与游戏，吸引学生兴趣，激起学生的求知欲

2、图片展示法让学生对微观概念有形象的认识

3、举例法理解物质的量的概念，化抽象为具体，从学情出发，便于接受

4、比较法比较微观粒子和宏观物质之间的联系

5、引导法引导学生思考回答问题

6、利用小组探究、讨论法来培养学生合作学习的精神

四、       学法分析

结合本教材的特点及所设计的教学方法，用“类比迁移建构法”开展学习活动，以学生自己为主体，以生活中的计量为起点，利用问题解决式教学，在问题中进行探究，通过发现问题、分析问题、解决问题，层层深入，逐步推进，把学习过程和认知过程有机地统一起来，化被动接受转化为主动探索，使学生自主完成知识建构，感受到学习的乐趣。

学生在教师帮助下顺利完成知识建构，对原有知识经验进行改造和重组，使科学认知与原有经验之间达到平衡，实现学习的有效迁移，从而获得意义建构的成功，培养自己的探究能力。

五、   教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

学生朗读学习目标

【引入】我们来做一个小游戏，请两名同学到前两来，数一下你面前的盒子里有多少根小铁棍，看看谁先完成。

说明：

甲盒中粉笔是10只一捆的，乙盒中粉笔是散装的

【问题】

为什么**快呢?

【讲述】这种记数思想是将零散的部分用一个集合体来计量

学生参与活动,并在活动中体验化零为整带来的方便。

很快回答：

学生甲快

以学生日常生活物品引入新课，增强的学习热情，激发学习兴趣

【问题】

1、生活中，我们如何购买大米?

 2、为什么不买一粒或几粒大米?

【图片展示】大米的图片

买大米是论斤论两，如买1斤大米

原因是大米颗粒的质量太小，买“大量”的大米更方便

回归生活，在生活发现科学思想，学会总结，加深理解

【讲述】 “买大米”的记数思路是将微小的不可直接称量的物体（大米）集合成大量可称的质量。

生活中的这些现象启示我们，在记数时有时要采取“集合”的思想：

即将部分集合成整体（化零为整）、聚少成多。

学生体会，解决问题的过程，对记数思想加深理解

有了上述生活中的例子。

学生对集合体的理解就容易多了，学习的亲切感和兴趣都有了。

学生根据生活中的计量事例，可以得到如下启示：

数目越多、外观越小的物质用集合体的计量方法比较方便

【讲述】这杯水，我们可以用天平称它的质量，用量筒量它的体积，那么，这杯水中有多少个水分子呢？

请同学们相互讨论设计解决问题的方案

（不能直接用仪器测量，但如果已知一个水分子的质量就可以通过计算求出一定质量的水中所含水分子的个数）

【讲述】 同学们提出的方案很好，下面我们就来具体计算一下。

【投影】描述烧杯中水的多少

质量（m） 体积（V=m÷ρ） 水分子的个数（N）１８g  18mL  约6.02×102336g36ml 约2×6.02×1023

已知：

一个水分子的质量为2.988×10-23g   

小组讨论研究，确定计算方案

分组计算、讨论、总结

通过计算获得的数据更有说服力。

同时为物质的量、阿伏伽德罗常数的引入作好准备

【讲述】不单在生活中经常运用聚少成多，化零为整的“集合”思想，在化学学习中，我们也常用到这种思想。

例如构成物质的分子和原子等微粒，它们比铁棍、大米要小的多，肉眼根本看不到，显然不能逐一计算个数，所以我们要像宏观物质一样在微观粒子中建立一个集合体，从而体现出宏观物质是由微观粒子构成的这一学科素养。

体会“集合”使用的必要性 引导学生建立“集合体”的概念

体验并感悟

“集合体”的必要

【设问】你知道6.02×1023数值有多大吗？

我们通过以下例子来感受一下

【图片展示】1、6.02×1023粒稻谷平分给12亿人，按一人一

  天1Ｋg（约含４万粒）,可以吃3.436×107年

2、6.02×1023个直径2.5cm的硬币排成一行，

  可来回与地球和太阳之间240.8亿次

观察、思考、体会

让学生感受6.02×1023这个数的庞大，调动学习兴趣

【讲述】由此可见，这是一个无可想象的数据，这麽大一个数据，大家使用起来非常不方便。

类似的例子在日常生活中我们经常遇到，人们是怎样处理的呢？

比如

【投影】生活小常识：

两只鸭子称：

“一对”

12支铅笔称“一打”

【提问】“打、对”就是一定数目的物品的集合体。

宏观是这样，微观也是这样，用固定数目的集合体来进行微观粒子的计量，那么这个固定数目是多少呢?

科学上，我们把6.02×1023作为一个集体呢？

引导学生分析：

把6.02×1023个微粒作为一个集体。

引导学生思路，进入下一步学习

【追问】如果由你来给这个集体定一个名称，你会取什么名称呢？

学生分析：

组、堆等

【讲述】大家收到很好，但是凡事都得有一个统一的规定

【投影、讲解】国际上，把6.02×1023这个集体规定为1摩尔

分析完善表格

质量（m） 体积（V=m÷ρ） 水分子的个数（N）１８g   18mL   1摩尔 约6.02×102336g36mL2摩尔 约2×6.02×1023

通过科学史与自己研究的成果进行比较，体验科学的严谨性

【讲述】我们将约为6.02×1023这个数换成1mol,使用起来旧方便多了。

所以，第十四届国际计量大会上，专门为摩尔这个单位定义了一个新的物理量——物质的量

质量（m） 体积（V=m÷ρ）物质的量水分子的个数（N）１８g   18mL   1摩尔 约6.02×102336g36mL2摩尔 约2×6.02×1023

【板书】一、 物质的量

1.是一个物理量。

【投影】国际单位制中的7个基本物理量。

【讲解】物质的量是国际单位制中的7个基本物理量之一用来描述物质的某一性质，比如，长度用来表示物体的长短，质量用来表示物质的轻重，而物质的量是用来描述粒子数目的多少。

【板书】2.表示：

含有一定数目粒子的集体

3. 符号：

n

4.单位：

摩尔（mol）

倾听、记忆

及时呈现规范化的概念，对学生的发散思维适当的给予肯定和归纳总结，帮助学生巩固知识，完成概念构建

【讲述】在使用物质的量及其单位摩尔时应该注意：

【讲解】注意：

①“物质的量”是一个统一、不可分割的整体，不能增加也不能减少。

不能把它理解为“物质的质量”或“物质的数量”。

②摩尔作为物质的量的单位，这一单位只适用于微观粒子（如分子，原子，离子，电子，质子等），不适用于宏观物质。

【提问】能否说  1molFe、1mol铁钉

③物质的量描述的对象是粒子的集体，但没有限定是何种粒子集体，因此，我们在使用摩尔表示物质的量时，要用化学式指明粒子的种类 。

例：

1molNa+或n（Na+）=1mol

倾听、思考

 [练习]下列说法是否正确 （    ）

下列说法是否正确

1mol氢（  ）

2mol大米（  ）    

1mol H（  ）

1.5molH2（ ）

2molH2O（   ）

通过学生自己分析，理解概念的适用范围，促进能力的提高

【提问】每一基本物理量的单位都有它的标准，如质量单位---千克的标准是国际千克原器，那么物质的量这一物理量的单位---摩尔的标准是什么呢？

【投影、图片】科学实验表明，在0.012kg12C中所含有的碳原子数约为6.02×1023，国际上就以0.012kg 12C中所含的原子数目为标准，将其规定为1摩尔，也就是说，如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子数目相同，则它的物质的量为1mol

【板书】5.标准：

1mol粒子集体所含的粒子数

=0.012kg 12C中所含的碳原子数

≈6.02×1023

观察、记忆、理解

为下面阿伏伽德罗常数的讲解打下基础

【提问】（对照投影练习）物质的量为1摩尔H2O的质量是多少？

1摩尔H2O约含有多少个水分子？

【师生讨论归纳总结】由此看出，采用“物质的量”这个物理量把物质的质量和微粒的数量联系起来，这在化学反应的研究中有很重要的意义。

这是前辈科学家们取得的成绩，我们应该在此基础上更加努力学习，为科学的发展贡献自己的力量。

【投影】宏观联系微观的示意图。

回答、思考

对学生进行思想教育，树德立人

【讲述】 因意大利科学家阿佛加德罗对6.02×1023这个数据的测定有很大的贡献，人们为了纪念他，称这个数为阿伏加德罗常数。

【板书】二、阿伏加徳罗常数

1、表示1mol任何粒子的粒子数

2、 符号：

一般用NA表示

3、 NA ≈6.02×1023mol-1

4、单位：

 mol-1 （每摩尔）

【讲解】通过学习我们知道，1molH2O含有NA个水分子，那么，2molH2O中含有多少个水分子呢？

nmolH2O呢？

学生观察、记忆

及时对6.02ⅹ1023与各量之间的关系进行辨析，并给网络图，加深学生对概念的准确理解，养成严谨的科学态度

N=n×NA【板书】6.n与N关系

N1:

N2=n1:

n2 即微粒个数比等于物质的量之比

记忆、回答

练习：

1、1个H2O中有（  ）个H原子，（  ）个O原子

2、1molH2O中有（  ）mol H原子，（  ）molO原子

3、1molH2O中有（  ）个H原子，（   ）个O原子；

或约为（           ）个H原子，约为（         ）个O原子

强调运用，突出量之间的关系

【投影】课堂小结

【随堂练习】1、1molH2O中：

 约含有____________个水分子，

约含有__________个O，_____molO ，约含有__________个H， _____molH

2、3molH2SO4中约含有________  个H2SO4，可电离出_______molH+ ，约为 ________  个H+       

3、2molNH4Cl中含有____molH, _____molN,_____molCl

4、2molN2O5 含有________NA  个N，含有________NA个O。

（已知阿伏加德罗常数为NA）

学生回答

学生分组完成习题、回答

及时巩固本节课所学知识，强化记忆

巩固习题

1、“物质的量”是指（       ）

A.物质的质量

B.物质的微观粒子数

C.物质的质量与微观粒子数 

D.能把物质的质量同微观粒子数联系起来的 

一个基本物理量

2.下列说法中正确地是（   ）

A．摩尔是一个物理量

B.  摩尔是粒子的数量单位

C. 4mol水分子中有8mol氢     

D.物质的量的单位是摩尔    

E.阿伏加德罗常数约等于6.02×1023

F.等物质的量SO2和SO3，所含原子个数比为3:

4

G.设NA为阿伏加德罗常数，1molH2所含原子的数目为NA

3、在0.3molNO2中，所含有的原子数为（     ）

A、0.3       B、0.3NAmol

C、0.6NAmol   D、0.9NAmol

4、下列物质中，含氧原子个数最多的是（    ）

A 、1molKClO3         B、0.5molH2SO4

C、6.02×1023O2       D、3.01×1023CO2 

5、在0.5molO2中含有的电子数目是多少？

6、2molH2O与（  ）mol的HCl含有相同数目的原子数

【板书设计】物质的量

1.是一个物理量。

2.符号：

n

3. 单位：

摩尔（mol）

4.表示：

含有一定数目粒子的集体

5注意

6. 标准：

1mol粒子集体所含的粒子数

=0.012kg 12C中所含的碳原子数

≈6.02×1023

二、阿伏加徳罗常数

1、表示1mol任何粒子的粒子数

2、 符号：

一般用NA表示

3、 NA ≈6.02×1023mol-1

4、单位：

 mol-1 （每摩尔）

5.

6.n、N与的NA关系

N=   n×NA 

【作业】导学案后面习题