高中化學(xué)教師招聘高中化學(xué)必修一第1章 第2節(jié) 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 第1課時(shí)教案設(shè)計(jì)

第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

第1課時(shí)

教學(xué)設(shè)計(jì)

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

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)的含義。

過(guò)程與方法

1.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、抽象概括的能力。

2.培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力，并通過(guò)計(jì)算幫助學(xué)生更好地理解概念和運(yùn)用、鞏固概念。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.使學(xué)生認(rèn)識(shí)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。

2.調(diào)動(dòng)學(xué)生參與概念的形成過(guò)程，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3.強(qiáng)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(diǎn)

物質(zhì)的量及其單位摩爾

教學(xué)難點(diǎn)

物質(zhì)的量概念及其理解

教具準(zhǔn)備

多媒體課件、投影儀、燒杯、鋁片、硫磺、鎂、銅

教學(xué)過(guò)程

導(dǎo)入新課

師：鉆石早在4000多年前就被人類發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上它已在地表蘊(yùn)藏億萬(wàn)年。由于它所散發(fā)出來(lái)的光澤永恒燦爛，在

遠(yuǎn)古法老時(shí)代，鉆石是貴族獨(dú)有的珍寶，漸漸地，鉆石被用來(lái)象征愛情的堅(jiān)貞不渝。關(guān)于它的傳說(shuō)也美麗得令人心動(dòng),

希臘人說(shuō)鉆石是星星墜落地面的碎片，也傳說(shuō)它是天神的眼淚。不論是怎樣的傳說(shuō)，現(xiàn)在鉆石對(duì)于我們來(lái)說(shuō)都是一種

美麗的代表。你知道鉆石的重量單位是什么嗎？

生：是克拉。

師：你知道克拉是怎么來(lái)的嗎？

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克拉的由來(lái)

珠寶精巧、貴重，用普通的方式計(jì)量很不準(zhǔn)確，所以，人們一直想辦法去尋找最準(zhǔn)確的計(jì)量單位，最方便適用的

祛碼。

拿什么來(lái)衡量寶石的重量呢？許多民族的祖先不謀而合，都想到用當(dāng)?shù)爻Ｒ姷闹参锓N子。當(dāng)然，這樣的種子不能

太大也不能太小，重要的是必須顆粒均勻，基本一致。

歐洲許多國(guó)家最初是用它們盛產(chǎn)的大麥來(lái)作祛碼。但是各地區(qū)出產(chǎn)的大麥大小不同，重量差異大，用它稱寶石，

常常發(fā)生爭(zhēng)端。后來(lái)，考慮到大多數(shù)寶石來(lái)自東方，干脆找一種東方的種子來(lái)作統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，可以免去許多口舌。挑來(lái)

挑去，挑中了在地中海地區(qū)遍地生長(zhǎng)的金合歡樹的種子。因?yàn)橄ＥD人叫這種種子為“克拉”，就把它作為寶石的重量單

位。

克拉是寶石的重量單位，1克拉等于0.2go當(dāng)然，這種標(biāo)準(zhǔn)并不是一下子就為各國(guó)接受，盡管歐洲各國(guó)早就同意

用合歡種子即“克拉”作為稱量寶石的祛碼，但是，各地合歡樹上結(jié)的克拉重量不同，就是同一株樹上的也會(huì)有差異。

因此，在相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)歷史時(shí)期，各國(guó)所用的“克拉”表示的重量略有不同。例如：巴黎一0.205g,倫敦一0.20530g,

佛羅倫薩一0.19720g,馬德里—).20539g,柏林一0.20544g,阿姆斯特丹一0.20570g,里斯本一0.20539g,法蘭克

福一0.20577g,維也納一0.20613g,威尼斯一0.20770g,0.20735g?

這種各行其是的混亂局面極不利于寶石的國(guó)際貿(mào)易，故而，制定統(tǒng)一的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)在必行。直到1907年，在巴黎

召開的國(guó)際計(jì)量委員會(huì)第四次大會(huì)上，正式通過(guò)將標(biāo)準(zhǔn)克拉定為0.200g。其精確度定到小數(shù)點(diǎn)以后兩位，自第三位起

忽略不計(jì)。

師：通過(guò)閱讀我們知道一粒合歡樹的種子的質(zhì)量是0.2g,那么一千粒、一萬(wàn)粒、一億粒這種樹種的質(zhì)量我們馬上

就能求出來(lái)。反過(guò)來(lái)，若我們稱量出一定量樹種的質(zhì)量，我們也會(huì)很快就能求出樹種的數(shù)目。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)時(shí),

取用的藥品無(wú)論是單質(zhì)還是化合物，都是可以用器具稱量的。而物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是原子、離子或分子間按一定

的數(shù)目關(guān)系進(jìn)行的，對(duì)此，不僅人們的肉眼看不到，也難以稱量。那么，可稱量物質(zhì)與原子、離子或分子之間有什么

聯(lián)系呢？能否用一定數(shù)目的粒子集體為單位來(lái)計(jì)量它們之間的關(guān)系呢？這一節(jié)課我們就來(lái)學(xué)習(xí)第二節(jié)——化學(xué)計(jì)量在

實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

［板書］第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

推進(jìn)新課

師：取一杯水，對(duì)同學(xué)說(shuō)：“老師這兒有一杯水，老師想知道這杯水里有多少個(gè)水分子，現(xiàn)在讓你們來(lái)數(shù)，能數(shù)得

清嗎?”

生：數(shù)不清，10億人數(shù)一滴水里的水分子，每人每分鐘數(shù)100個(gè)，日夜不停，需要3萬(wàn)多年才能數(shù)清。現(xiàn)在有一

杯水，不知有多少滴，所以更是數(shù)不清了。

師：是啊，要是一個(gè)個(gè)地去數(shù)一杯水中分子的數(shù)目，全世界的人都來(lái)數(shù)，幾輩子也數(shù)不完。但如果老師告訴你18g

水里含有6.02x1023個(gè)水分子，你能求出一杯水中分子的數(shù)目嗎？

生：先稱量燒杯中水的質(zhì)量，然后除以18再乘以6.02x1()23就可以得到水分子數(shù)目了。

師：這樣一來(lái)我們就不用一個(gè)個(gè)去數(shù)水分子也能知道它的數(shù)目了.是不是18g的鋁也含有6.02x1023個(gè)鋁原子？讓

我們來(lái)算算.

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Al

H2O

1個(gè)分子或原子的質(zhì)量/g2.990x10-234.485x1O-23

相對(duì)分子質(zhì)量或相對(duì)原子質(zhì)量1827

生：由于1個(gè)水分子和1個(gè)鋁原子質(zhì)量不同，所以不用算也可知18g的鋁中含有的鋁原子數(shù)肯定不等于6.02x1023。

按表中給出的數(shù)據(jù)，算出27g鋁中含有6.02x1023個(gè)鋁原子。

師：其他粒子是不是也有這種關(guān)系呢？

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該物質(zhì)含有的粒

粒子符號(hào)物質(zhì)的式量每個(gè)粒子的質(zhì)量(g/個(gè))該物質(zhì)質(zhì)量(g)

子數(shù)(個(gè))

c121.993X1O2312

Fe569.032x10-2356

1.628x10-22

H2SO49898

生：這些粒子的質(zhì)量以克為單位，在數(shù)值上與該粒子的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量相等時(shí)，所含粒子的數(shù)目都

是6.02x1()23。

師：如果我們把含有6.02x1023個(gè)粒子的任何粒子集體，定義為一個(gè)物理量，以后我們就可以通過(guò)質(zhì)量或其他物理

量來(lái)計(jì)算出某種物質(zhì)所含指定粒子的數(shù)目了。這個(gè)物理量就是我們今天要學(xué)習(xí)的物質(zhì)的量。

［板書］一、物質(zhì)的量的單位——摩爾

師：提到物理量同學(xué)們不會(huì)感到陌生。你們學(xué)習(xí)過(guò)的物理量有哪些呢？

生：質(zhì)量、長(zhǎng)度、溫度、電流等，它們的單位分別是千克、米、開、安(培)。

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國(guó)際單位制的7個(gè)基本單位：

物理量單位名稱單位符號(hào)

長(zhǎng)度米m

質(zhì)量千克kg

時(shí)間秒s

電流安［培］A

熱力學(xué)溫度開你文］K

發(fā)光強(qiáng)度坎［德拉］Cd

物質(zhì)的量

師：在初中我們已經(jīng)接觸了以上幾種物理量，那么你知道物質(zhì)的量含義是什么嗎？它的符號(hào)是什么嗎？

生：物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號(hào)是n。

［板書］物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號(hào)是n。

師：每個(gè)物理量都有單位，你知道物質(zhì)的量的單位是什么嗎？它是怎么規(guī)定的？

生：物質(zhì)的量單位是摩爾。我們把含有6.02x1023個(gè)粒子的任何粒子集體計(jì)量為1摩爾，摩爾簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)mol。

師：物質(zhì)的量是一個(gè)物理量，表示含有一定數(shù)目粒子的集體，它的單位是摩爾。在使用物質(zhì)的量這個(gè)物理量時(shí)，

我們要注意以下幾點(diǎn)。

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使用物質(zhì)的量注意事項(xiàng)：

1.物質(zhì)的量表示物質(zhì)所含指定粒子的多少，這四個(gè)字是一個(gè)整體，不得簡(jiǎn)化或增添任何字，物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一

定數(shù)目粒子的集體。

2.物質(zhì)的量用符號(hào)"n”表示。

師：日常生活中用打表示12個(gè)?！按颉本褪且欢〝?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(jì)量單位。科學(xué)上，物質(zhì)的量用6.02x1()23的集合體作為計(jì)量單位，它就是，，摩爾，1mol任何粒子的粒子

數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。這是為了紀(jì)念偉大的科學(xué)家阿伏加德羅。這個(gè)常數(shù)的符號(hào)是NA,Na的近似值是6.02x1()23m°iL

［板書］單位——摩爾符號(hào)：mol

師：1mol小麥約含有6.02x1()23個(gè)麥粒。這句話是否正確，為什么?

生：不正確。因?yàn)槲镔|(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。6.02x1()23是

非常巨大的一個(gè)數(shù)值，所以宏觀物體不使用物質(zhì)的量和摩爾。

師：很好。例如，地球上的人口總和是1。9數(shù)量級(jí)，如果要用物質(zhì)的量來(lái)描述，將是10」4數(shù)量級(jí)那樣多摩爾，使

用起來(lái)反而不方便。

［板書］使用范圍：微觀粒子

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課堂練習(xí)

判斷下列說(shuō)法是否正確，并說(shuō)明理由。

(1)1mol氧。

(2)0.25molCO2?

(3)摩爾是7個(gè)基本物理量之一。

(4)1mol是6.02x1023個(gè)粒子的集合體。

(5)0.5mol比含有3.01x1()23個(gè)氫原子。

(6)3molNH3中含有3molN原子，9molH原子。

生：(1)錯(cuò)誤。沒(méi)有指明粒子的種類。改成1molO,1molCh都是正確的。因此使用摩爾作單位時(shí)，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(cuò)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(cuò)誤。6.02x1()23是阿伏加德羅常數(shù)的近似值，二者不能簡(jiǎn)單等同。(5)錯(cuò)誤。0.5molH2

含有06x2=1molH原子，所含氫原子數(shù)為6.02x1()23mopxlmol=6.02xl02\(6)正確。3moiNH3中含有3moixl

=3molN原子，3moix3=9molH原子。

［多媒體展示］

填空：

(1)1molO中約含有個(gè)O；

(2)3molH2SO4中約含有個(gè)H2so4，可電離出______________molH+；

(3)4molO2含有molO原子，mol質(zhì)子；

(4)10molNa+中約含有個(gè)Na+。

生：(1)6.02x1()23(2)3x6.02x10236(3)88x8=64(因?yàn)?molO原子中含有8moi質(zhì)子)(4)10x6.02x1()23

師：通過(guò)上述練習(xí)，同學(xué)們可以自己總結(jié)出物質(zhì)的量、粒子個(gè)數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)三者之間的關(guān)系。

生：物質(zhì)的量(n)、粒子個(gè)數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(N,)三者之間的關(guān)系：

用符號(hào)表示：X多N。

N

［板書］物質(zhì)的量(n)、粒子個(gè)數(shù)(N)和阿伏加德羅常數(shù)(NA)三者之間的關(guān)系用符號(hào)表示：n=—

N.

師：學(xué)到現(xiàn)在同學(xué)們一定有個(gè)問(wèn)題：阿伏加德羅常數(shù)這個(gè)數(shù)值非常巨大，科學(xué)家們是怎樣得到的呢？課后探討。

布置作業(yè)

1.0.5mol水中含有個(gè)水分子。

2.2mol水中含有個(gè)水分子，個(gè)氫原子。

3.1molH2s04中含有個(gè)H2sCM分子，個(gè)硫酸根離子。

4.1molHC1溶于水，水中存在的溶質(zhì)粒子是什么?它們的物質(zhì)的量各是多少？

5.1個(gè)水分子中有個(gè)電子，1molH20中呢？

板書設(shè)計(jì)

第二節(jié)化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

一、物質(zhì)的量的單位——摩爾

物質(zhì)的量實(shí)際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號(hào)是n。

單位----摩爾符號(hào)：mol

使用范圍：微觀粒子

物質(zhì)的量（n）、粒子個(gè)數(shù)（N）和阿伏加德羅常數(shù)（N：,）三者之間的關(guān)系：

N

用符號(hào)表示；n=—

活動(dòng)與探究

阿伏加德羅常數(shù)的測(cè)定與原理

阿伏加德羅常數(shù)的符號(hào)是Na,單位是每摩（mod）,數(shù)值是Na=（6.0221376+0.0000036）xlO23mol-1

阿伏加德羅常數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。它的測(cè)定精確度隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。測(cè)定方法有電化學(xué)當(dāng)量法、布朗

運(yùn)動(dòng)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(cè)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(guò)96485.3C（庫(kù)侖）的

電荷量。已知每個(gè)電子的電荷量是1.60217733xl0」9c,則

96485

Na-1.60217733xlO-19C=6.022136xl023moF'

下面著重介紹單分子膜法測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)的操作方法。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.進(jìn)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(cè)定阿伏加德羅常數(shù)的原理和操作方法。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原理

硬脂酸能在水面上擴(kuò)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(gè)硬脂酸的

截面積A,求出每個(gè)硬脂酸分子質(zhì)量m,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(shí)驗(yàn)步驟

1.測(cè)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(xì)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(jì)算出1滴硬

脂酸苯溶液的體積Vi。

2.測(cè)定水槽中水的表面積

用直尺從三個(gè)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(kuò)散至看不到油珠時(shí)，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(kuò)散，

而呈透鏡狀時(shí)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)以上操作兩次。重復(fù)操作時(shí)，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)引起溶液濃度變化而帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差。取三次結(jié)果的平均值。

5.計(jì)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(cè)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：

tn

Vi(d-l)--=

V

（3）根據(jù)水槽直徑，計(jì)算出水槽中水的表面積S。已知每個(gè)硬脂酸分子的截面積人=（2.2x10-15）cm2,在水面形成

的硬脂酸的分子個(gè)數(shù)為S/A。

（4）根據(jù)（2）和（3）的結(jié)果，可計(jì)算出每個(gè)硬脂酸分子的質(zhì)量為：