第三章物质的量全章系统教案.docx
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第三章物质的量全章系统教案
第三章物质的量
物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,是化学中的一个很重要的基本概念。
第一节物质的量
教学目标
1.使学生初步理解物质的量的单位——摩尔的含义。
了解物质的量、物质的粒子数、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。
教学重点
1.物质的量及其单位。
2.摩尔质量的概念和有关摩尔质量的概念计算。
教学难点物质的量及其单位——摩尔。
课时安排
第一课时:
物质的量及其单位——摩尔。
第二课时:
摩尔质量的概念及其计算。
教学过程:
第一节物质的量(第一课时)
【引言】我们在初中时知道,分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,可以构成客观存在的、具有一定质量的物质。
这说明,在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间,必定存在着某种联系。
那么,联系他们的桥梁是什么呢?
科学上,我们用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子、或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。
欲想知道究竟,请认真学好本章内容。
【板书】第三章物质的量
【过渡】什么是物质的量呢?
它就是本节课我们所要认识的对象。
【板书】第一节物质的量
【讲解】就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量可用来表示物质所含粒子数目的多少,其符号为n,它是国际单位制中的基本物理量,四个字不能分开。
长度、温度的单位分别是米和开尔文,物质的量的单位是摩尔,符号mol,简称摩。
【板书】一、摩尔
1.是一个物理量,符号为n,单位为摩尔(mol)。
【讲解】课本上列出了国际单位制中的7个基本物理量,供大家参考。
【稍顿】既然物质的量是用来表示物质所含粒子数目的多少的,那么,物质的量的1个单位即1mol表示的数目是多少呢?
指导学生阅读,分析书上有关内容,并得出结论。
【板书】2.1mol粒子的数目是0.012kg12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3.1mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
【讲解】阿伏加德罗是意大利物理学家,他对6.02×1023这个数据的得出,有着很大的贡献,用其名字来表示该常数,以示纪念。
【练习】填空
1.1molH2所含氢气分子的个数。
2.2mol氢分子含个氢原子。
3.1molSO
是个硫酸根离子。
【讲解】物质的量只限制了所含粒子个数的多少,并没限制粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
【练习】判断正误,说明理由。
A.1mol氢×没有指出是分子、原子或离子
B.1molCO2√
C.1mol小米×小米不是微观粒子
【评价上题,得出结论】
【板书】4.使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
根据摩尔的有关知识,进行计算。
1.204×1024个H,合多少mol?
2.5mol的O2中有多少个氧气分子?
3.N个水分子的物质的量是多少?
(已知,阿伏加德罗常数为NA)
教师引导学生总结得出:
粒子总个数、阿伏加德罗常数、物质的量三者的关系为:
【板书】5.
【讲解】摩尔是一个巨大数量粒子集合体,可以有0.5molO2,0.01molH2SO4等,而分子、原子等,就不能说0.5个或0.01个。
【练习】1.0.5mol水中含有个水分子。
2.2mol水中含有个水分子,个氢原子。
3.1molH2SO4中含有个H2SO4分子,个硫酸根离子。
4.1molHCl溶于水,水中存在的溶质粒子是什么?
它们的物质的量各是多少?
5.1个水分子中有个电子,1molH2O中呢?
【小结】物质的量是一个基本物理量,单位为摩尔,它表示含有一定数目的粒子集体,1mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。
物质的量(第二课时)
教学目标
(一)知识目标
1、进一步加深理解物质的量和摩尔的概念。
2、掌握摩尔质量的概念,了解摩尔质量与式量的区别和联系。
3、能熟练运用摩尔质量的概念和有关摩尔质量的概念计算。
4、掌握物质的量、物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。
(二)能力目标
1、培养学生语言表达能力和对知识的抽象概括能力。
2、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。
(三)情感目标
1、通过对概念的透彻理解,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生掌握科学的学习方法。
2、通过对解题格式的规范要求,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生懂得科学的学习方法。
教学重点:
摩尔质量的概念和有关摩尔质量的概念计算。
教学难点:
摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系。
教学过程:
【复习提问】1.1mol物质所含粒子的个数是以什么为标准得出来的?
2.物质的量、阿伏加德罗常数、粒子总个数三者之间的关系?
【新课引入】教师取一杯水,对同学说:
“老师这儿有一杯水,老师想知道这杯水里有多少个水分子,现在让你们来数,能数得清吗?
”
回忆初中有关水分子的知识:
10亿人数一滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数清。
很显然,靠我们在座的大家一个一个来数,在我们的有生之年,是完不成任务的。
那么,能否有其他的方法呢?
答案是肯定的。
我只要称一下这杯水的质量,就可以很轻易地知道!
连接水分子这种粒子与水的质量之间的桥梁,就是我们上节课学过的——物质的量。
下面,就让我们来导出它们之间的关系。
【推导并板书】
【板书】二:
摩尔质量
微观一个C原子一个O原子一个Fe原子
扩大6.02×1023扩大6.02×102扩大6.02×1023
1molC原子1molO原子1molFe原子
↓↓↓
质量0.012kg=12gxgyg
相对原子质量121656
【讲解】因为任何一种原子的相对原子质量,若以12C的1/12为标准所得的比值。
所以,1mol任何原子的质量比,就等于它们的相对原子质量比。
由此我们可求出x值和y值。
【学生计算】得出x=16y=56
【问】要是1molNa原子或1molH原子的质量呢?
【学生讨论,得出结论】
1mol任何原子的质量,若以克为单位,在数值上等于其相对原子质量的数值。
【设问】那么,对于由原子构成的分子,其1mol的质量是多少呢?
离子呢?
【学生讨论】
【教师总结】因为分子都是由原子构成的,所以,1mol任何分子的质量在数值上就等于该分子的相对分子质量。
对于离子来讲,由于电子的质量很小,可以忽略不计,所以1mol离子的质量在数值上就等于该离子的式量。
【板书】1mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上就等于该物质的原子(分子)的相对原子质量(相对分子质量)。
【练习】a:
1molH2O的质量是gb:
1molNaCl的质量是g
c:
1molNa+的质量是gd:
1molS的质量是g
【讲解】由以上我们的分析讨论可知,1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等,我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,也就是说,物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量的比。
【板书】摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:
M单位:
g·mol-1或kg·mol-1
表达式:
M=
【讲解】依据此式,我们可以把物质的质量与构成物质的粒子集体联系起来。
【练习】1.Na的摩尔质量2.NaCl的摩尔质量
3.SO
的摩尔质量(注意单位)
【教师】下面,让我们根据摩尔质量的概念进行计算。
例1.24.5克H2SO4的物质的量是多少?
【分析】由式子M=
可得n=
我们可以通过H2SO4的相对分子质量得出M(H2SO4)=98g·mol-1,题中给出了H2SO4的质量m(H2SO4)=24.5g
解:
H2SO4的相对分子质量为98,摩尔质量为98g·mol-1。
n(H2SO4)=
=0.25mol
答:
24.5g H2SO4的物质的量是0.25mol。
【练习】1.1.5mol H2SO4的质量是,其中含有molO,molH,其质量分别为和。
2.0.01mol某物质的质量为1.08g,此物质的摩尔质量为。
例2.71gNa2SO4中含有Na+和SO
的物质的量是多少?
【分析】因Na2SO4是由Na+和SO
构成的,1molNa2SO4中含2molNa+和1mol SO
,只要我们知道了Na2SO4的物质的量,即可求出n(Na+)和n(SO
)。
解:
Na2SO4的相对分子质量为142,摩尔质量为142g·mol-1。
n(Na2SO4)=
=0.5mol
则Na+的物质的量为1mol,SO
的物质的量为0.5mol。
【思考】
【教师拿起一上课时的那杯水】
问:
已知,我手里拿的这杯水的质量是54克,大家能算出里面所含的水分子的个数吗?
[n(H2O)=
=0.3mol
N(H2O)=nNA=3×6.02×1023=1.806×1024个]
÷M
【小结】1mol不同物质中,所含的分子、原子或离子的数目虽然相同,但由于不同粒子的质量不同,因此,1mol不同物质的质量也不相同,以g为单位时,其数值等于该粒子的相对原子(分子)质量。
×M
宏观物质的质量与微观粒子集体的关系为m======n
【板书设计】二、摩尔质量
微观1个C1个O1个Fe
扩大6.02×1023倍扩大6.02×1023倍扩大6.02×1023倍
1molC1molO1molFe
质量0.012kg=12gxy
相对原子质量121656
因为元素原子的质量比=元素相对原子质量比
所以x=16y=56
【结论】1mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上等于该物质的原子的(分子的)相对原子质量(相对分子质量)。
摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:
M
单位:
g·mol-1kg·mol-1表达式:
M=m/n
【课后自评】此课时最常出现的问题是有关物质的量和质量之间关系的推导。
这往往是由于初中学习时,对相对原子质量的涵义不甚明了所致。
因此,可根据学生的具体情况先复习有关相对原子质量的知识。
另外,有关摩尔质量的单位也是学生容易忽单位:
g·mol-1kg·mol-1表达式:
M=m/n
第二节气体摩尔体积(第一课时)
教学目标概览:
(一)知识目标
在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上,理解气体摩尔体积的概念。
(二)能力目标
通过气体摩尔体积和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
(三)情感目标
通过本节内容的教学,使学生主动参与教学过程,激发学生的学习兴趣。
教学重点:
气体摩尔体积的概念
教学过程:
【引言】通过上节课学习,我们利用物质的量把宏观物体的质量与微观粒子数联系起来。
【板书】第二节气体摩尔体积
粒子数物质的量物质的质量(边说边写)
【讲述】1mol任何物质的质量,我们都可以用摩尔质量做桥梁把它计算出来。
若想要通过质量求体积,还需要搭座什么桥呢?
【学生回答】还需知道物质的密度。
V=m/ρ
【讲述】请大家根据已有的知识来填写下表:
【投影】表一
物质
名称
物质的量
mol
摩尔质量
g·mol—1
密度
g·cm3
体积
cm3
Fe
1
56
7.8
Al
1
27
2.7
Pb
1
207
11.3
H2O(液)
1
18
1
H2SO4
1
98
1.83
物质
名称
物质的量
mol
摩尔质量
g·mol—1
密度
g·L—1
体积
L
H2
1
2.016
0.0899
O2
1
32.00
1.429
CO2
1
44.01
1.977
表二(表中所列气体的密度均在温度0℃,压强101千帕下测定)
【引导】展示以上样品,请同学们观察数据分析物质存在的状态与体积的关系。
【学生讨论】结论:
1、1mol不同的固态或液态物质,体积不同。
2、在相同状态下,1mol气体的体积基本相同。
【讲述】那么不同状态的物质,体积大小跟哪些因素有关?
先请大家看这样一个例子:
一个班的学生排队站在操场上,它所占据的面积和哪些因素有关?
【学生回答】人数、间距、每个人的胖瘦
【引导】那么同学们认为物质所占据的体积大小应该和哪些因素有关?
(请大家阅读课本第50页—51页,并总结)
【提问】物质体积的大小取决于哪些因素?
【学生回答】决定各物质体积大小的因素有三个:
粒子数、粒子间距、粒子大小。
【投影】粒子数目
物质的体积粒子大小
粒子间距
【引导】现在我们讨论的是1mol物质的体积,也就是限定了粒子数目约为6.02×1023。
那么:
固、液体、气体
粒子数目:
6.02×1023
√
1mol物质的体积粒子大小
√
粒子间距
物质的体积就取决于粒子大小和粒子间距。
请同学们通过投影分析固、夜、气三种状态,决定1mol物质体积大小的主要因素。
【学生讨论】1、对于固、液体,粒子间距很小,粒子的大小是决定物质体积大小的主要因素。
在固态和液态中,粒子本身的大小不同,决定了其体积的不同。
所以,1mol固体、液体的体积主要决定于原子、分子、离子的大小。
【过渡】1mol气体与固体、液体是否有相同的三因素呢?
【学生讨论】
2、对于气体,粒子间距较大,决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。
(补充板书)而不同气体在一定温度和压强下,分子间的距离可以看作是相等的,所
以1mol任何气体的体积基本相同。
这里我们就引入了气体摩尔体积。
结论:
相同条件下,1mol气体的体积主要决定于分子间的距离。
【引导】请同学们回忆摩尔质量的概念,给气体摩尔体积下个定义。
【板书】一、气体的摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。
(提问:
为什么液体、固体没有摩尔体积)
【讲述】即气体的体积与气体的物质的量之比。
其符号为Vm,可表示为:
【板书】Vm=
【提问】能否从气体摩尔体积Vm的表达式中,知道其单位呢?
【学生回答】能,是L/mol
【板书】单位:
L/mol或L·mol—1
【提问】那么一摩尔气体在任何状态下所占体积是不是相等?
是不是都约为22.4L,请同学们从影响气体体积的主要因素:
粒子间距入手讨论。
【讲述】大家在掌握气体摩尔体积这个概念时,一定要注意以下几点:
1、气体在不同状况下,气体摩尔体积不同,气体摩尔体积与温度和压强有关。
2、在温度为0℃,压强为101Kpa下,此时气体的摩尔体积约为22.4L/mol也就是标准状况下的气体摩尔体积。
3、气体摩尔体积仅仅是针对气体(混合气体)而言。
4、气体的体积,在同温同压下气体的微粒数目有关,而与气体分子的种类无关
所以,讨论气体的摩尔体积时必需在一定条件下讨论才有意义。
结论:
在标准状况下,1mol任何气体所占的体积都约为22.4L
四要素:
①状态:
气体②状况:
标准状况③定量:
1mol④数值:
22.4L
【投影练习】判断正误,并说明理由。
1.标况下,1mol任何物质的体积都约为22.4L。
(×,物质应是气体)
2.1mol气体的体积约为22.4L。
(×,未指明条件——标况)
3.标况下,1molO2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4L。
(√,气体体积与分子种类无关)
4.22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。
(×,未指明气体体积是否在相同条件下测定)
5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4L。
(×,只在标况下)
6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是22.4L。
(×,不一定)
第二节气体摩尔体积(第二课时)
教学目标:
(一)知识目标
1、进一步巩固气体摩尔体积的概念。
2、掌握阿伏加德罗定律的要点,并学会运用该定律进行简单计算。
(二)能力目标
通过阿伏加德罗定律和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
(三)情感目标
1、通过对问题的讨论,培养学生勇于思考,勇于探索的优秀品质。
2、通过对解题格式的规范要求,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生懂得科学的学习方法。
教学重点:
气体摩尔体积的计算
教学过程:
【提问】1、什么叫气体的摩尔体积?
2、标况下气体的摩尔体积为多少?
3、外界条件(T、P)对一定量气体的体积如何影响?
当T、P相同时,任何气体分子间距离是相等的,分子的大小可忽略不计,故所占的体积也相同。
【板书】二、阿佛加德罗定律(建议稍作拓展)
1.定律:
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。
1使用范围:
气体
2四同:
同温、同压、若同体积则同分子数
3标况下气体摩尔体积是该定律的特例。
2、推论:
①同温、同压下,气体的体积之比=分子数之比=物质的量之比
==
V1n1N1
V2n2N2
例:
相同物质的量的Fe和Al分别与足量的稀盐酸反应,生成的氢气在相同条件下的体积之比为。
②同温、同压下,气体的密度之比=式量之比
==D
d1M1
d2M2
D为相对密度(气体1相对气体2的密度为D)
例:
同温、同压下,CO2与CO的密度之比为
H2S和C2H4能否用排空气法收集?
CO2与CO的混合气的密度是相同状况下氢气密度的14.5倍,则混合气体的平均式量为
当同温、同压下,同质量的气体的体积之比=式量的倒数比
当同温、同压下,同体积的气体的质量比=式量比
【讨论】当给蓝球打气时,忽略弹性形变和温度变化,则打入的气体分子数越多时,球内的气体压强是越大还是越小呢?
③同温、同体积,气体的压强之比=分子数之比
判断:
A1LCO2与1LCO气体所含分子数相同。
B2gH2比2gO2在相同条件的体积小。
C标况下,2molH2和O2的混合气的体积约为44.8L
D0.5molH2比0.5molCO所含分子数相等,所占体积相等。
【板书】三、有关气体摩尔体积的计算
气体的体积跟气体的物质的量、气体的质量、密度和气体中的粒子数之间存在的关系为
指导学生看课本例1和例2,例2为标况密度法计算气体的摩尔质量。
【板书】有关式量或摩尔质量的计算。
1.标况密度法:
M=d×22.4L·mol-1
2.对密度法:
==D
d1M1
d2M2
【提问】课本P53,例2还有其它方法吗?
【】
【板书】
M=
3.概念法:
m总
n总
例:
将(NH4)2CO3固体加热,计算在1500C时,所得混合气体的密度是相同条件下氢气密度的倍
4公式法:
M==
m总M1·n1+M2·n2…
n总n总
=M1×n1%+M2·n2%+…
=M1×V1%+M2×V2%+…
例:
某水煤气中H2和CO的体积分数都是50%,求平均式量,若的质量H2和CO的质量分数都是50%,求平均式量。
【总结】应用气体摩尔体积进行计算时应注意的一些问题
气体摩尔体积在化学计算中具有十分重要的意义。
首先,可以通过一定质量的气体在标准状况下所占的体积,计算出气态物质的相对分子质量;其次,可以计算出一定质量的气态物质在标准状况下所占的体积;第三,可以计算化学反应中气态物质的体积。
在利用这一概念进行化学计算时,必须注意下列几个问题:
(1)22.4L是1mol任何气体在标准状况下的体积,因此在非标准状况时不能使用22.4L·mol-1。
(2)只适用于气态物质,对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。
(3)气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,22.4这个数值专指标准状况而言的。
如果温度或压强有所变化,则要根据气体状态方程进行换算。
气体状态方程将在物理学中学习。
布置作业:
P542、3、4
第三节物质的量浓度(第一课时)
教学目标
使学生理解物质的量浓度的概念;会运用物质的量浓度的概念进行简单的计算;学会配制物质的量浓度溶液的方法和技能
重点、难点
物质的量浓度的概念,物质的量浓度溶液的配制。
教学过程
【导入新课】
我们在初中学习过溶液中溶质的质量分数,应用这种表示溶液浓度的方法,可以计算一定质量的溶液中所含溶质的质量。
但是,很多化学反应都在溶液中进行,对于溶液我们通常不称其质量,而是量它的体积。
同时,在化学反应中,反应物与生成物物质的量相互间有一定的关系:
例如:
2NaOH~H2SO4
2mol∶1mol
在化学反应的溶液中如何体现出溶质的物质的量之比为2:
1呢?
【讲述】初中时学习过的溶液中溶质的质量分数,在使用时有很多不方便之处。
溶质如果是固体物质,还可以称量,如果是气体或液体,称量它的质量就很不方便。
至于溶液的质量就更不好称量,实验室常用量筒来量液体的体积。
一、物质的量浓度
1.定义:
以单位体积溶液里所含溶质B的物质量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
【设问】能否用所量出的溶液的体积来表示溶质的物质的量之比为2∶1呢?
【过渡】知道一定体积的溶液里含有多少摩溶质,运算起来很方便。
通常我们取溶液的体积为1L。
而物质的量浓度的溶液就是使用溶液的体积,用升做单位。
定义式:
单位通常是用mol/L表示。
【讲述】
(1)溶液体积为1升,而不是溶剂体积是1升;
(2)溶质是物质的量表示,而不是用摩尔质量表示。
[例1]用20克NaOH固体配制1L溶液,其浓度为Umol/L。
用80克NaOH固体配制1L溶液,其浓度为Umol/L
注意:
将342克蔗糖(C12H22O11)溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度等于1mol/L吗?
[解析与答案]不等,应为1L水中溶解342克的蔗糖其溶液的体积不等于1L。
强调:
在物质的量浓度公式中的V一定是指溶液的体积
,而不能溶剂的体积代替。
但在一些不十分严格的计算中,如果溶质溶解于水中引起体积变化不是十分明显,可以近似认为水的体积就是溶液的体积。
若从1L0.5mol/L的氢氧人钠溶液中分别取5ml,50ml,100ml溶液,它们的物质的量浓度是否相等?
[解答]相等(以生活中的常识为例加以说明,如:
糖水被分为几份后其甜味并不因此而降低。
)
[课堂练习]
1.用5molNaOH配成500mL溶液,其浓度为___mol/L,取5mL该溶液,其浓度为___mol/L。
【设问】如何应用所学的知识进行计算?
【设问】5mL与500mL的NaOH溶液,它们所含的溶质的物质的量(或质量)相等吗?
你能举出生活中的例子来说明吗?
2:
从1L1mol/LNaCl溶液中,分别取出100mL、10mL和1mL溶液
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- 第三 物质 量全章 系统 教案