物質(zhì)的量化學(xué)教案
時間:2022-06-24 05:03:00
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知識目標(biāo)
1.使學(xué)生了解物質(zhì)的量及其單位,了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系。
2.使學(xué)生了解學(xué)習(xí)物質(zhì)的量這一物理量的重要性和必要性。
3.使學(xué)生了解阿伏加德羅常數(shù)的涵義。
4.使學(xué)生了解摩爾質(zhì)量的概念。了解摩爾質(zhì)量與相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系。
5.使學(xué)生了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系。掌握有關(guān)概念的計算。
能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、抽象概括的能力。
培養(yǎng)學(xué)生的計算能力,并通過計算幫助學(xué)生更好地理解概念和運用、鞏固概念。
情感目標(biāo)
使學(xué)生認識到微觀和宏觀的相互轉(zhuǎn)化是研究化學(xué)的科學(xué)方法之一。培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)的思想。
強調(diào)解題規(guī)范化,單位使用準(zhǔn)確,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)內(nèi)容主要介紹物質(zhì)的量及其單位和摩爾質(zhì)量。這是本節(jié)的重點和難點。特別是物質(zhì)的量這個詞對于學(xué)生來說比較陌生、難以理解。容易和物質(zhì)的質(zhì)量混淆起來。因此教材首先從為什么學(xué)習(xí)這個物理量入手,指出它是聯(lián)系微觀粒子和宏觀物質(zhì)的紐帶,在實際應(yīng)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(zhì)的量及其單位,物質(zhì)的量與物質(zhì)的微粒數(shù)之間的關(guān)系。教師應(yīng)注意不要隨意拓寬和加深有關(guān)內(nèi)容,加大學(xué)生學(xué)習(xí)的困難。
關(guān)于摩爾質(zhì)量,教材是從一些數(shù)據(jù)的分析,總結(jié)出摩爾質(zhì)量和粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量的區(qū)別和聯(lián)系,自然引出摩爾質(zhì)量的定義。有利于學(xué)生的理解。
本節(jié)還涉及了相關(guān)的計算內(nèi)容。主要包括:物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、微粒個數(shù)、物質(zhì)的質(zhì)量之間的計算。這類計算不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的有關(guān)化學(xué)計算的能力,還可以通過計算進一步強化、鞏固概念。
本節(jié)重點:物質(zhì)的量及其單位
本節(jié)難點:物質(zhì)的量的概念的引入、形成。
教法建議
1.在引入物質(zhì)的量這一物理量時,可以從學(xué)生學(xué)習(xí)它的重要性和必要性入手,增強學(xué)習(xí)的積極性和主動性。理解物質(zhì)的量是聯(lián)系微觀粒子和宏觀物質(zhì)的橋梁,可以適當(dāng)舉例說明。
2.物質(zhì)的量是一個物理量的名稱。不能拆分。它和物質(zhì)的質(zhì)量雖一字之差,但截然不同。教學(xué)中應(yīng)該注意對比,加以區(qū)別。
3.摩爾是物質(zhì)的量的單位,但是這一概念對于學(xué)生來講很陌生也很抽象。再加上對高中化學(xué)的畏懼,無形中增加了學(xué)習(xí)的難點。因此教師應(yīng)注意分散難點,多引入生活中常見的例子,引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。
4.應(yīng)讓學(xué)生準(zhǔn)確把握物質(zhì)的量、摩爾的定義,深入理解概念的內(nèi)涵和外延。
(1)明確物質(zhì)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)??茖W(xué)上把0.012kg12C所含的原子數(shù)定為1mol作為物質(zhì)的量的基準(zhǔn)。1mol的任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。因此阿伏加德羅常數(shù)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(shù)”,在計算時取數(shù)值“6.02×1023mol-1”。
5.關(guān)于摩爾質(zhì)量。由于相對原子質(zhì)量是以12C原子質(zhì)量的作為標(biāo)準(zhǔn),把0.012kg12C所含的碳原子數(shù)即阿伏加德羅常數(shù)作為物質(zhì)的量的基準(zhǔn),就能夠把摩爾質(zhì)量與元素的相對原子質(zhì)量聯(lián)系起來。如一個氧原子質(zhì)量是一個碳原子質(zhì)量的倍,又1mol任何原子具有相同的原子數(shù),所以1mol氧原子質(zhì)量是1mol碳原子質(zhì)量的倍,即。在數(shù)值上恰好等于氧元素的相對原子質(zhì)量,給物質(zhì)的量的計算帶來方便。
6.有關(guān)物質(zhì)的量的計算是本節(jié)的另一個重點。需要通過一定量的練習(xí)使學(xué)生加深、鞏固對概念的理解。理清物質(zhì)的量與微粒個數(shù)、物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系。
--方案一
課題:第一節(jié)物質(zhì)的量
第一課時
知識目標(biāo):
1.使學(xué)生了解物質(zhì)的量及其單位,了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系。
2.使學(xué)生了解學(xué)習(xí)物質(zhì)的量這一物理量的重要性和必要性。
3.使學(xué)生了解阿伏加德羅常數(shù)的涵義。
能力目標(biāo):
培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、抽象概括的能力。
培養(yǎng)學(xué)生的計算能力,并通過計算幫助學(xué)生更好地理解概念和運用、鞏固概念。
情感目標(biāo):
使學(xué)生認識到微觀和宏觀的相互轉(zhuǎn)化是研究化學(xué)的科學(xué)方法之一。培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)的思想。
調(diào)動學(xué)生參與概念的形成過程,積極主動學(xué)習(xí)。
強調(diào)解題規(guī)范化,單位使用準(zhǔn)確,養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
教學(xué)重點:物質(zhì)的量及其單位摩爾
教學(xué)難點:物質(zhì)的量及其單位摩爾
教學(xué)方法:設(shè)疑-探究-得出結(jié)論
教學(xué)過程:
復(fù)習(xí)提問:“”方程式的含義是什么?
學(xué)生思考:方程式的含義有:宏觀上表示56份質(zhì)量的鐵和32份質(zhì)量的硫在加熱的條件下反應(yīng)生成88份質(zhì)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(yīng)生成一個硫化亞鐵分子。
導(dǎo)入:56g鐵含有多少鐵原子?20個鐵原子質(zhì)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(zhì)和微觀粒子聯(lián)系起來。提到物理量同學(xué)們不會感到陌生。你們學(xué)習(xí)過的物理量有哪些呢?
回答:質(zhì)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(zhì)量
千克
時間
秒
電流
安[培]
熱力學(xué)溫度
開[爾文]
發(fā)光強度
坎[德拉]
物質(zhì)的量
摩爾
講述:在定量地研究物質(zhì)及其變化時,很需要把微粒(微觀)跟可稱量的物質(zhì)(宏觀)聯(lián)系起來。怎樣建立這個聯(lián)系呢?科學(xué)上用“物質(zhì)的量”這個物理量來描述。物質(zhì)的量廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面,特別是在中學(xué)化學(xué)里,有關(guān)物質(zhì)的量的計算是化學(xué)計算的核心和基礎(chǔ)。這同初中化學(xué)計算以質(zhì)量為基礎(chǔ)不同,是認知水平提高的表現(xiàn)。在今后的學(xué)習(xí)中,同學(xué)們應(yīng)注意這一變化。
板書:第一節(jié)物質(zhì)的量
提問:通過觀察和分析表格,你對物質(zhì)的量的初步認識是什么?
回答:物質(zhì)的量是一個物理量的名稱,摩爾是它的單位。
講述:“物質(zhì)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(xí)就行了。
板書:一、物質(zhì)的量
1.意義:表示構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子多少的物理量。它表示一定數(shù)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(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(xué)上,物質(zhì)的量用12g12C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(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。是為了紀(jì)念偉大的科學(xué)家阿伏加德羅。這個常數(shù)的符號是NA,通常用它的近似值6.02×1023mol-1。
板書:二、單位――摩爾
1.摩爾:物質(zhì)的量的單位。符號:mol
2.阿伏加德羅常數(shù):0.012kg12C所含的碳原子數(shù),符號:NA,近似值6.02×1023mol-1。
1mol任何粒子含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒。
講解:阿伏加德羅常數(shù)和6.02×1023是否可以劃等號呢?
不能。已知一個碳原子的質(zhì)量是1.933×10-23g,可以求算出阿伏加德羅常數(shù)。
。因此注意近似值是6.02×1023mol-1。
提問:1mol小麥約含有6.02×1023個麥粒。這句話是否正確,為什么?
學(xué)生思考:各執(zhí)己見。
結(jié)論:不正確。因為物質(zhì)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(yīng)指明粒子的名稱。6.02×1023是非常巨大的一個數(shù)值,所以宏觀物體不便用物質(zhì)的量和摩爾。例如,地球上的人口總和是109數(shù)量級,如果要用物質(zhì)的量來描述,將是10-14數(shù)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(xí)
1.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6.02×1023個微粒的粒子集合體。
(5)0.5molH2含有3.01×1023個氫原子。
(6)3molNH3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,1molO2,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(xué)式表示。
(2)正確。
(3)錯誤。物質(zhì)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。6.02×1023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0.5×2=1molH原子,6.02×1023×1=6.02×1023個。
(6)正確。3molNH3中含有3×1=3molN原子,3×3=9molH原子。
投影:課堂練習(xí)
2.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(zhì)子
(4)10molNa+中約含有___________個Na+
答案:(1)6.02×1023(2)3×6.02×1023,6mol(3)8mol,8×8=64mol(因為1molO原子中含有8mol質(zhì)子)(4)10×6.02×1023(5)2mol
討論:通過上述練習(xí)同學(xué)們可以自己總結(jié)出物質(zhì)的量、微粒個數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)三者之間的關(guān)系。
板書:4.物質(zhì)的量(n)微粒個數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA)三者之間的關(guān)系。
小結(jié):摩爾是物質(zhì)的量的單位,1mol任何粒子的粒子數(shù)是阿伏加德羅常數(shù),約為6.02×1023。物質(zhì)的量與粒子個數(shù)之間的關(guān)系:
作業(yè):教材P48一、二
板書設(shè)計
第三章物質(zhì)的量
第一節(jié)物質(zhì)的量
一、物質(zhì)的量
1.意義:表示構(gòu)成物質(zhì)的微觀粒子多少的物理量。它表示一定數(shù)目粒子的集合體。
2.符號:n
二、單位――摩爾
1.摩爾:物質(zhì)的量的單位。符號:mol
2.阿伏加德羅常數(shù):0.012kg12C所含的碳原子數(shù),符號:NA,近似值6.02×1023mol-1。
1mol任何粒子含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒。
3.使用范圍:微觀粒子
4.物質(zhì)的量(n)微粒個數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA)三者之間的關(guān)系。
探究活動
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(mol-1),數(shù)值是
NA=(6.0221376±0.0000036)×1023/mol
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(shù)的發(fā)展而不斷提高。測定方法有電化學(xué)當(dāng)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(jié)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)的電量。已知每個電子的電荷是1.60217733×10-19C,則
NA=
下面著重介紹單分子膜法測定常數(shù)的操作方法。
實驗?zāi)康?/p>
1.進一步了解阿伏加德羅常數(shù)的意義。
2.學(xué)習(xí)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(zhì)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(zhì)量m分子,再由硬脂酸分子的摩爾質(zhì)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V1。
2.測定水槽中水的表面積
用直尺從三個不同方位準(zhǔn)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(fù)以上操作二次。重復(fù)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)引起溶液濃度的變化。取三次結(jié)果的平均值。
5.計算
(1)如稱取硬脂酸的質(zhì)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(zhì)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(zhì)量為:
(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A=2.2×10-15cm2,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(jié)果,可計算出每個硬脂酸分子的質(zhì)量為:
(5)1mol硬脂酸的質(zhì)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(shù),即阿伏加德羅常數(shù)N為:
注釋:當(dāng)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(jīng)形成完畢,應(yīng)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(shù)時,應(yīng)將最后一滴減掉,即滴數(shù)計為d—1。
說明:
一、實驗成功標(biāo)志
根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算的阿伏加德羅常數(shù)NA在(5-7)×1023范圍內(nèi)為成功。
二、失敗征象
實驗測定的阿伏加德羅常數(shù)數(shù)量級不等于1×1023。
三、原因分析
1.因為苯是易揮發(fā)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(fā),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(xù)滴液的,在形成單分子膜時的滴液是間歇的,同時,滴管內(nèi)液體多少不同,手捏膠頭的力不同這些因素,均可導(dǎo)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(zhǔn)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(yán)加密封,防止苯的揮發(fā)。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(yīng)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(shù)將明顯減少,因為殘留在水槽內(nèi)的硬脂酸分子會占據(jù)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(fù)2-3次即可。
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