2019-2020年高中化學(xué) 1.3.1《物質(zhì)的量　摩爾質(zhì)量》教學(xué)設(shè)計(jì) 魯科版必修1.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 1.3.1《物質(zhì)的量　摩爾質(zhì)量》教學(xué)設(shè)計(jì) 魯科版必修1 【教學(xué)目標(biāo)】 1．讓學(xué)生知道摩爾是物質(zhì)的量的單位。 2．讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、微粒數(shù)之間的簡(jiǎn)單換算。 【教學(xué)重點(diǎn)】物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量的概念。 【教學(xué)難點(diǎn)】物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、質(zhì)量、微粒數(shù)之間的換算。 【教學(xué)過(guò)程】 [交流、研討]在開始今天的化學(xué)課之前，請(qǐng)同學(xué)們先回答我們布置的課前智力游戲： 假定我們有一簍面值一元的硬幣，假定每一硬幣的形狀、體積、質(zhì)量是相同的，我們通過(guò)哪些方法或途徑可以知道這簍硬幣的個(gè)數(shù)？ 序 號(hào) 方 法 或 途 徑 方法一 方法二 方法三 方法四 方法五 方法六 方法七 方法八 …… 直接數(shù)數(shù) 先稱量出一個(gè)硬幣的質(zhì)量，再用硬幣的總質(zhì)量除以一個(gè)硬幣的質(zhì)量 先稱量出100個(gè)硬幣的質(zhì)量，用硬幣的總質(zhì)量除以100個(gè)硬幣的質(zhì)量，再乘以100 先稱量出一個(gè)硬幣的體積，再用硬幣的總體積除以一個(gè)硬幣的體積 先稱量出100個(gè)硬幣的體積，用硬幣的總體積除以100個(gè)硬幣的體積，再乘以100 先測(cè)量出一個(gè)硬幣的厚度，再將硬幣壘起來(lái)，用硬幣的總厚度除以一個(gè)硬幣的厚度 先測(cè)量出100個(gè)硬幣的厚度，再將硬幣壘起來(lái)，用硬幣的總厚度除以100個(gè)硬幣的厚度，然后乘以100用模具（比如一木板上刻有許多凹槽，每一凹槽中正好卡入10個(gè)硬幣）計(jì)量（銀行常用） …… ［建立模型］ 我把上述方法總結(jié)為兩種方法模型：直接計(jì)量和換算。前者直接獲得硬幣個(gè)數(shù)，后者通過(guò)引入中間物理量搭橋，換算出硬幣個(gè)數(shù)。 ［講述、媒體顯示］ 模型一：直接計(jì)量 （方法一） 模型二：引入中間物理量換算 （方法二～方法八） [聯(lián)想質(zhì)疑]如何數(shù)出一克水中含有的水分子數(shù)? ［講述］一滴水中所含的水分子數(shù)，讓全世界65億人去數(shù)，每人每分鐘數(shù)100個(gè)，日夜不停的數(shù)，需要5千年才能數(shù)完。 [引言] 下面我們來(lái)研究一個(gè)化學(xué)上經(jīng)常遇到的宏觀物質(zhì)的質(zhì)量、體積與構(gòu)成它的微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系問(wèn)題。也就是第三節(jié)所講述的內(nèi)容。 ［講述、媒體顯示］第三節(jié) 化學(xué)中常用的物理量――物質(zhì)的量 一、物質(zhì)的量、阿伏伽德羅常數(shù)、摩爾、摩爾質(zhì)量 [引言]首先我們來(lái)分析C + O2 == CO2 反應(yīng)： ［講述、媒體顯示］ C + O2 == CO2 宏觀上： 12克 32克 44克 微觀上： 1個(gè)C原子 一個(gè)O2分子 一個(gè)CO2分子 [聯(lián)想質(zhì)疑]實(shí)際生產(chǎn)或科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，碳、氧氣、二氧化碳是可稱量的，固體反應(yīng)原料是按照一定的質(zhì)量比例、氣體反應(yīng)原料是按照一定的體積比例投入的，但化學(xué)反應(yīng)是在碳原子與氧分子之間一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行的，碳原子、氧分子以及反應(yīng)生成的二氧化碳分子都是難于稱量的微觀粒子，如何建立起宏觀物質(zhì)的質(zhì)量、體積和其所含微觀粒子數(shù)之間的聯(lián)系呢？或者說(shuō)已知宏觀物質(zhì)的質(zhì)量或體積，如何求出它所含有的微粒個(gè)數(shù)？已知微粒個(gè)數(shù)，如何求出它的質(zhì)量或體積？ ［媒體顯示］ 宏觀物質(zhì)質(zhì)量、體積――――――――――――――微粒個(gè)數(shù) [思考探究]結(jié)合前面解決一簍硬幣有多少個(gè)的方法模型，請(qǐng)盡可能多地列舉出知曉一定質(zhì)量或體積的宏觀物質(zhì)中含有多少個(gè)微觀粒子的方法或途徑。（以碳粉、碳原子為例說(shuō)明） （媒體顯示） 序 號(hào) 方 法 或 途 徑 方法一 方法二 方法三 方法四 方法五 ...... ▼一個(gè)一個(gè)地?cái)?shù) ▼先稱量出1個(gè)微觀粒子的質(zhì)量，然后再用宏觀物質(zhì)的質(zhì)量除以1個(gè)微觀粒子的質(zhì)量，計(jì)算出微觀粒子個(gè)數(shù)。 ▼先稱量出由某一數(shù)目的微觀粒子所組成的微粒集體的質(zhì)量，然后再用宏觀物質(zhì)的質(zhì)量除以微粒集體的質(zhì)量，再乘以微粒集體所含有的微粒數(shù),計(jì)算出碳原子個(gè)數(shù)。 ▼先測(cè)量出1個(gè)微觀粒子的體積，然后再用宏觀物質(zhì)的體積除以1個(gè)微觀粒子的體積，計(jì)算出微觀粒子個(gè)數(shù)。 ▼先數(shù)出1cm3宏觀物質(zhì)所含有的微觀粒子個(gè)數(shù)，然后再根據(jù)宏觀物質(zhì)的總體積,計(jì)算出微觀粒子個(gè)數(shù)。 ...... [分析評(píng)價(jià)] 方法一可以看作是屬于模型一的，直接計(jì)量；方法二～五可以看作是屬于模型二的，引入中間物理量換算。微觀粒子的質(zhì)量和體積都很小，我們無(wú)法用肉眼直接看見或計(jì)數(shù)，因此,我們可以否定方法一。同樣的理由，我們也可以排除方法二、方法四。由于不同的微粒的體積不一定相同，我們沒(méi)有1cm3的各種宏觀物質(zhì)中所含微粒的個(gè)數(shù)的現(xiàn)成的數(shù)據(jù)，方法五不具有普遍性，如果采用方法五求一定質(zhì)量物質(zhì)中所含微觀粒子數(shù)，我們還需要做大量的工作。但我們有現(xiàn)成的表示原子相對(duì)質(zhì)量的相對(duì)原子量，只要我們適當(dāng)確定方法三中構(gòu)成微粒集體的微粒數(shù)目，使得這一微粒集體的質(zhì)量是可以稱量的，也許我們能夠找到一條具有普遍意義的解決問(wèn)題的有效途徑。 [建立模型] 根據(jù)方法三，我們把這一微觀粒子集體所含微粒數(shù)目暫定為NA個(gè)，建立下列數(shù)學(xué)模型： [講述、媒體顯示] 物質(zhì)所含微粒數(shù)＝NA [引導(dǎo)點(diǎn)撥] 如何確定這“一定數(shù)目NA”，這“一定數(shù)目NA”究竟為多少比較適宜呢？國(guó)際上規(guī)定：0.012kg12C所含碳原子數(shù)目即為NA。這樣規(guī)定有什么好處？①NA個(gè)微觀粒子所形成的微粒集體的質(zhì)量在幾克到幾百克之間，質(zhì)量大小適宜，便于換算，可以稱量。②有利于借助原子量，確定不同種類粒子集體的質(zhì)量。 ［講述、媒體顯示］我們把0.012Kg12C中所含碳原子個(gè)數(shù)稱作“阿伏伽德羅常數(shù)”即NA，大約為6.021023。 將通過(guò)方法三建立的數(shù)學(xué)模型中的NA用“阿伏伽德羅常數(shù)”代替，并作變形： [講述、媒體顯示] ＝ ［講述］我們把上述比值用一個(gè)特定的物理量――物質(zhì)的量表示，并規(guī)定其單位為摩爾（mol），即： [講述、媒體顯示] 物質(zhì)的量(mol)＝＝ ［講述］物質(zhì)的量便是我們?cè)诮⑽镔|(zhì)的質(zhì)量與其所含微粒數(shù)時(shí)所引入的新的物理量，通過(guò)它建立起了宏觀物質(zhì)和微觀粒子之間的橋梁。 由上述關(guān)系式可以看出，當(dāng)物質(zhì)的量等于1mol時(shí)： 物質(zhì)所含微粒數(shù)＝阿伏伽德羅常數(shù) 物質(zhì)的質(zhì)量＝阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒的質(zhì)量 所以：1mol的物質(zhì)中含有阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒； 阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒的質(zhì)量即1mol物質(zhì)的質(zhì)量。 我們把1mol物質(zhì)（即單位物質(zhì)的量的物質(zhì)）的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。因此： [講述、媒體顯示] 物質(zhì)的量(mol)＝＝ n =N／NA=m/M [概括整合] (媒體顯示) 1、物質(zhì)的量是用來(lái)描述微觀粒子的物理量，不能描述宏觀物體； 2、微觀粒子包括:分子、原子、離子、電子、中子等； 3、”物質(zhì)的量“四個(gè)字不能增減； 4、使用物質(zhì)的量一定要指明具體的微粒； 如:1mol H2O 1mol H+ 1mol C 能否說(shuō) 1mol氧或1mol氫 [判斷正誤] 1、1mol任何微粒均含有6.021023個(gè)微粒。 2、摩爾是國(guó)際七個(gè)基本物理量之一。 3、NA個(gè)O原子的物質(zhì)的量為1mol。 4、6.021023個(gè)任何微粒的量均為1mol。 5、任何物質(zhì)，如果它所含微粒數(shù)與12g12C所含的碳原子數(shù)相同，我們就說(shuō)它的物質(zhì)的量為1mol。 6、1mol氫含有6.021023個(gè)氫。 【課堂練習(xí)】 1mol O含有 個(gè)O； 1mol H2O含有 個(gè)H2O； 1mol H+含有 個(gè)H+ ； 1mole－含有 個(gè)e－ ； 6.021023個(gè)12C的物質(zhì)的量為 mol； 6.021023個(gè)CO的物質(zhì)的量為 mol； 6.021023個(gè)OH－的物質(zhì)的量為 mol。 [提問(wèn)總結(jié)] ▼在建立物質(zhì)的質(zhì)量和其所含微粒數(shù)的聯(lián)系時(shí)，我們引入了什么新的物理量？ ▼物質(zhì)的量與物質(zhì)質(zhì)量、物質(zhì)所含微粒數(shù)之間是如何換算的？ ▼什么是阿伏伽德羅常數(shù)？ ▼1mol物質(zhì)的質(zhì)量如何確定？什么是摩爾質(zhì)量？它與1mol物質(zhì)的質(zhì)量是否為同一概念？ ▼物質(zhì)的量的含義什么？摩爾是什么？任何1mol物質(zhì)中都含有多少個(gè)微粒？ 物質(zhì)的質(zhì)量 (g) 物質(zhì)的量 (mol) 微粒數(shù) （個(gè)） 摩爾質(zhì)量 (g/mol) 摩爾質(zhì)量 (g/mol) 阿伏伽德羅常數(shù) 阿伏伽德羅常數(shù) 每摩爾物質(zhì)的質(zhì)量，數(shù)值上等于物質(zhì)的式量，單位為g/mol 12g碳12C中所含碳原子的個(gè)數(shù)，大約為6.021023 以阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒所組成的微粒集體作標(biāo)準(zhǔn)，表示一定量的物質(zhì)中含有多少個(gè)這樣的微粒集體的物理量 物質(zhì)的量的單位,任何1mol物質(zhì)中都含有阿伏伽德羅常數(shù)個(gè)微粒 ［遷移、應(yīng)用］ 使用摩爾概念時(shí)的注意事項(xiàng) ⑴適用范圍：微觀粒子或它們的特定組合 ⑵使用準(zhǔn)則：必須指明微粒符號(hào)或化學(xué)式 ⑶大：1mol物質(zhì)所含微粒數(shù)巨大 ⑷小：摩爾計(jì)量的是微乎其微的微觀粒子 ⑸廣：應(yīng)用范圍極廣，是聯(lián)系微粒個(gè)體與微粒集體、不可稱量的反應(yīng)微粒與可稱量的宏觀物質(zhì)的橋梁。 科學(xué)上采用“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來(lái) 。 [總結(jié)] 科學(xué)上采用“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量把一定數(shù)目的原子、分子或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來(lái) 。 [概括整合] (媒體顯示) 1、1mol的任何物質(zhì)的質(zhì)量，以克為單位時(shí)，在數(shù)值上都等于它的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量。 2、單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，符號(hào)為M，常用單位是gmol－1或kgmol－1 。 3、任何物質(zhì)的摩爾質(zhì)量，以gmol－1為單位時(shí)，在數(shù)值上都等于它的相對(duì)原子質(zhì)量或相對(duì)分子質(zhì)量。 [練習(xí)鞏固、判斷正誤] 1. 由于Na的相對(duì)原子質(zhì)量為23，所以1molNa的質(zhì)量為23。 2. 1molCO的質(zhì)量為28g，是因?yàn)镃O的相對(duì)分子質(zhì)量為28。 3. 由于Na的相對(duì)原子質(zhì)量為23，所以Na的摩爾質(zhì)量也為23。 4. H2SO4的相對(duì)分子質(zhì)量為98，所以H2SO4的摩爾質(zhì)量為98 gmol－1 。 5. 23gNa的物質(zhì)的量為1mol。 6. 1molNa＋的質(zhì)量為23g。 7. SO42－的摩爾質(zhì)量為96 gmol－1，1molSO42－的質(zhì)量為96g 。 [概括整合] (媒體顯示) 物質(zhì)的物質(zhì)的量（n）、物質(zhì)的質(zhì)量（m）和物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（M）之間存在如下關(guān)系： [課堂小結(jié)] (媒體顯示) 1.物質(zhì)的量是用0.012 kg 12C中所含的原子數(shù)目作為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量其他微粒集體所含微粒數(shù)目多少的物理量，符號(hào)是n。物質(zhì)的量的單位是摩爾 ，簡(jiǎn)稱摩，符號(hào)為mol。 2. 0.012 kg 12C所含的碳原子數(shù)為6.021023，與0.012 kg 12C所含的碳原子數(shù)相同的任何微粒，它的物質(zhì)的量為1mol。 3. 6.021023 mol－1 稱為阿伏加德羅常數(shù)，符號(hào)為NA。 4. 表示物質(zhì)的量時(shí)，必須用化學(xué)式指明微粒的種類，可以是分子、原子、離子或電子等。 5. n = N /NA、 N = nNA 推論：物質(zhì)所含微粒數(shù)與其物質(zhì)的量成正比。