《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》教學(xué)教案設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
①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通過(guò)對(duì)1 mol物質(zhì)質(zhì)量的討論,理解摩爾質(zhì)量的概念以及摩爾質(zhì)量和相對(duì)原子質(zhì)量、相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系;
、弁ㄟ^(guò)對(duì)摩爾質(zhì)量概念的理解,讓學(xué)生了解物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量和物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系;
、芡ㄟ^(guò)對(duì)1 mol物質(zhì)體積的討論,理解氣體摩爾體積的概念;
、萃ㄟ^(guò)對(duì)氣體摩爾體積概念的理解,讓學(xué)生了解物質(zhì)的量、氣體摩爾體積和氣體的體積之間的關(guān)系;
⑥理解物質(zhì)的量濃度的概念,掌握與物質(zhì)的量濃度有關(guān)的計(jì)算、分析方法;
、咄ㄟ^(guò)活動(dòng)探究,使學(xué)生掌握一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的基本要領(lǐng)和技巧;
⑧通過(guò)交流討論,讓學(xué)生從物質(zhì)的量的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)。
過(guò)程與方法
①通過(guò)對(duì)物質(zhì)的量概念的理解,嘗試從定量的角度去認(rèn)識(shí)物質(zhì),體會(huì)定量研究方法對(duì)研究和學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用;
、谕ㄟ^(guò)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,體驗(yàn)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的實(shí)例研究方法,能獨(dú)立地與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行研究討論。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
、偻ㄟ^(guò)親自實(shí)驗(yàn)配制溶液,體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性,培養(yǎng)端正耐心的學(xué)習(xí)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神;
、谕ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析討論,培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度;
、墼谔骄恐袑W(xué)會(huì)與同學(xué)之間的交流合作,體驗(yàn)科學(xué)的艱辛和樂(lè)趣。
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
、傥镔|(zhì)的量及其單位、阿伏加德羅常數(shù); ②摩爾質(zhì)量概念和有關(guān)摩爾質(zhì)量的計(jì)算;③物質(zhì)的量濃度的概念及有關(guān)計(jì)算; ④一定物質(zhì)的量濃度的溶液的配制方法。
教學(xué)難點(diǎn):
、傥镔|(zhì)的量概念的教學(xué); ②摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積概念的建立; ③物質(zhì)的量濃度的概念及有關(guān)計(jì)算。
教學(xué)方式
本節(jié)課屬于概念教學(xué)課,根據(jù)概念教學(xué)的一般原則,主要運(yùn)用講授方式、形象化的啟發(fā)式教學(xué)法、類比邏輯方法,幫助學(xué)生理解概念,掌握概念,并靈活應(yīng)用概念。對(duì)于概念課的教授,因?yàn)槌橄、理解難度大,學(xué)生相對(duì)會(huì)缺乏學(xué)習(xí)興趣,所以應(yīng)該激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在概念引入時(shí)強(qiáng)調(diào)它在化學(xué)中的必要性,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的緊迫感。另外,在教學(xué)中一定要注意教學(xué)過(guò)程的邏輯性,用思維的邏輯性吸引學(xué)生的注意力。
學(xué)生在初中學(xué)習(xí)了原子、分子、電子等微觀粒子,學(xué)習(xí)了化學(xué)方程式的意義和常用的物理量及其對(duì)應(yīng)的單位,這是學(xué)習(xí)本節(jié)課的知識(shí)基礎(chǔ),但是本節(jié)課的概念多,理解難度大,而且學(xué)生還沒(méi)有適應(yīng)高中的化學(xué)學(xué)習(xí),所以教師應(yīng)注意從學(xué)生認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)出發(fā),加強(qiáng)直觀性教學(xué),采用設(shè)問(wèn)、類比啟發(fā)、重點(diǎn)講解并輔以討論的方法,引導(dǎo)學(xué)生去聯(lián)想,運(yùn)用遷移規(guī)律,使學(xué)生在輕松的環(huán)境中掌握新知識(shí)。在實(shí)驗(yàn)課中,要注重讓學(xué)生自己去嘗試并探討,在過(guò)程中感受和學(xué)習(xí)。
第一課時(shí):物質(zhì)的量的單位——摩爾
引入
教師:買(mǎi)大米時(shí)我們一般論斤買(mǎi)而論“粒”就不方便,一斤就是許多“!钡募w;買(mǎi)紙可以論張買(mǎi),但是買(mǎi)多了論“令”就比較方便,“令”就是500張的集體,買(mǎi)礦泉水我們可以論瓶買(mǎi),但買(mǎi)多的也可以論箱買(mǎi),一箱就是24瓶的集體等等。那么化學(xué)中的粒子論個(gè)可能數(shù)不清,我們能否引入一個(gè)新的物理量解決這個(gè)問(wèn)題呢?
我們?cè)诔踔幸呀?jīng)知道分子、原子、離子等我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的微觀粒子,它們可以構(gòu)成我們看得見(jiàn)的、客觀存在的,具有一定質(zhì)量的宏觀物質(zhì)。這說(shuō)明,在我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的微觀粒子與看得見(jiàn)的宏觀物質(zhì)之間必定存在某種聯(lián)系。例如我們已經(jīng)知道反應(yīng):
2H2 + O2 2H2O
微觀角度:2個(gè)氫分子 1個(gè)氧分子 2個(gè)水分子
宏觀角度: 4 g 32 g 36 g
從上述方程式我們可以看到什么呢?
學(xué)生:看到反應(yīng)物、生成物的數(shù)目和質(zhì)量關(guān)系。
教師:從方程式我們可以知道,微觀上2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子可以反應(yīng)生成2個(gè)水分子。而分子和原子是極微小的粒子,一滴水中就大約含有1.7萬(wàn)億億個(gè)水分子,如果一個(gè)個(gè)去數(shù),即使分秒不停,一個(gè)人窮其一生也無(wú)法完成這個(gè)工作。在日;どa(chǎn)中我們更不可能數(shù)出一定個(gè)數(shù)的氫分子和一定個(gè)數(shù)的氧分子進(jìn)行反應(yīng),而根據(jù)初中我們學(xué)習(xí)的知識(shí)也知道,從宏觀上4 g的氫氣和32 g的氧氣完全反應(yīng)生成36 g的水,所以我們知道,4 g的氫氣所含的氫分子數(shù)必是32 g的氧氣的2倍,那我們?cè)鯓硬拍芗瓤茖W(xué)又方便地知道一定量氫氣中含有多少個(gè)氫分子呢?所以,這里需要一個(gè)“橋梁”,需要一個(gè)物理量把宏觀質(zhì)量和微觀粒子數(shù)聯(lián)系起來(lái),這個(gè)物理量就是“物質(zhì)的量”。
(采用實(shí)例引入的方法來(lái)創(chuàng)設(shè)情境,使學(xué)生明白“物質(zhì)的量”這一個(gè)物理量在化學(xué)中存石的必要性,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的積極性。)
教師:第14屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過(guò)以“物質(zhì)的量”作為化學(xué)計(jì)量的基本單位量,至此,物質(zhì)的量和長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等成為國(guó)際單位制中的7個(gè)基本單位。
物質(zhì)的量及摩爾
(投影)
物理量 單位名稱 單位符號(hào)
長(zhǎng)度 米 m
質(zhì)量 千克(公斤) kg
時(shí)間 秒 S
電流 安[培] A
熱力學(xué)溫度 開(kāi)[爾文] K
物質(zhì)的量 摩[爾] mol
發(fā)光強(qiáng)度 坎[德拉] cd
我們用長(zhǎng)度來(lái)表示物質(zhì)的長(zhǎng)短,用溫度來(lái)表示物體的冷熱程度,物質(zhì)的量是用來(lái)表示物質(zhì)所含粒子數(shù)的集合,用符號(hào)n表示。物質(zhì)的量的單位為摩爾,符號(hào)為mol。
教師:在我們的計(jì)量上,多長(zhǎng)為1米呢?“米”這個(gè)單位是如何得來(lái)的呢?
(對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,學(xué)生一開(kāi)始常常會(huì)毫不思索地回答:10分米為一米。但很快他們又會(huì)意識(shí)到1分米又是多少呢?10厘米?那1厘米又是多少呢?……然后大家發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)無(wú)盡的循環(huán),這個(gè)問(wèn)題旨在讓學(xué)生明白在國(guó)際單位中,1米的長(zhǎng)短,1 mol的多少都是人為規(guī)定的,這里常是學(xué)生很難理解的地方。)
教師:國(guó)際計(jì)量組織規(guī)定光在真空中于1/299 792 458秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長(zhǎng)度為1 m。同樣,也規(guī)定了含有6.02×1023個(gè)粒子的物質(zhì)為1 mol。1 mol就像我們平時(shí)所說(shuō)的一打、一箱一樣,表示的是數(shù)量的集體。一個(gè)箱子能裝多少瓶飲料,這取決于我們做多大的箱子,也就是說(shuō)我們可以定義這個(gè)集合單位!澳枴边@個(gè)單位能包含多少個(gè)粒子?這也是由我們定義的。
(投影) 集體一個(gè)體×規(guī)定的較大數(shù)目
1打= 1個(gè)×12; 1令 = 1張×500; 1 mol = 1個(gè)×6.02×1023
(高一學(xué)生思維能力的發(fā)展正是從形象思維到抽象思維的過(guò)渡時(shí)期,形象思維多于抽象思維,對(duì)抽象概念的學(xué)習(xí),一般離不開(kāi)感性材料的支持。因此,以學(xué)生熟悉的、身邊的真實(shí)現(xiàn)象來(lái)遷移類比,使學(xué)生從感知概念到形成概念,使學(xué)生容易理解,激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。)
教師:我們把含有6.02×1023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)為mol。
阿伏加德羅常數(shù)
1mol任何粒子的數(shù)目又叫阿伏加德羅常數(shù)。阿伏加德羅是意大利物理學(xué)家,因他對(duì)6.02×1023這個(gè)數(shù)據(jù)的測(cè)得有很大的貢獻(xiàn),故用其名來(lái)命名,以示紀(jì)念。表示為
NA=6.02×1023mol—1。
1 mo1粒子所含粒子數(shù)=阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。
請(qǐng)根據(jù)上述說(shuō)明回答下列問(wèn)題:
(1)1 mo1 O2的分子數(shù)約為_(kāi)__________,2.5 mol SO2的分子數(shù)為_(kāi)__________;
(2)3.01×1023個(gè)CO2的物質(zhì)的量是______mol,其中碳原子的物質(zhì)的量是________;
(3)1.204× 1023個(gè)H2O的物質(zhì)的量是_____mo1,其中氫原子的物質(zhì)的量是________。
(4)N個(gè)C的物質(zhì)的量是___________mol。
根據(jù)以上四個(gè)小題,能否得出物質(zhì)的量(n),阿伏加德羅常數(shù)(NA)與粒子數(shù)(N)的關(guān)系?
學(xué)生:交流討論,得出: 。
教師:例:現(xiàn)有CO、CO2、O3三種氣體,它們含有的氧原子個(gè)數(shù)之比為1∶2∶3,則這三種氣體的物質(zhì)的量之比為 ( )
A.1∶1∶1 B.1∶2∶3 C.3∶2∶1 D、6∶3∶2
學(xué)生:討論得出A答案。并且總結(jié)出:粒子的數(shù)目之比等于物質(zhì)的量之比。
(學(xué)生普遍覺(jué)得非常困難,弄不清原子數(shù)與分子數(shù)之間的關(guān)系,要回答好這個(gè)問(wèn)題,必須
過(guò)兩道關(guān):(1)知道相同物質(zhì)的量的CO、CO2、O3三種氣體,氧原子數(shù)之比為1∶2∶3;根據(jù)n=N/NA推斷,粒子的數(shù)目之比等于物質(zhì)的量之比。)
教師:最后,讓我們一起來(lái)感受一下:
(1)如果把6.02×1023個(gè)直徑為2.5 cm的硬幣排成一行,可以來(lái)回于地球與太陽(yáng)之間240.8億次。
(2)如果把6.02×1023粒米給全球60億人吃,每人每天吃一斤,要吃14萬(wàn)年。
(學(xué)生非常驚奇,更加意識(shí)到使用物質(zhì)的量這個(gè)粒子集體的重要性,也不會(huì)再用物質(zhì)的
量去描述宏觀物質(zhì)。)
物質(zhì)的量的.使用注意事項(xiàng)
教師:下列說(shuō)法是否正確:
1 mol人 1 mol細(xì)菌 1 mol氧氣分子 1 mol質(zhì)子
學(xué)生:討論并回答,1 mol人肯定是錯(cuò)的,1 mol細(xì)菌、1 mol質(zhì)子、1 mol氧氣分子是對(duì)的。
(“1 mol人”,學(xué)生都會(huì)很快反應(yīng)是錯(cuò)誤的,但1mol細(xì)菌很多學(xué)生會(huì)認(rèn)為細(xì)菌是很小的,
是微觀的,所以這種說(shuō)法應(yīng)該是正確的,所以借此要澄清學(xué)生的認(rèn)識(shí)誤區(qū),不要認(rèn)為只要是微觀的概念就可以用摩爾來(lái)表示,應(yīng)該是微觀的物質(zhì)粒子才行。)
教師:對(duì)于物質(zhì)的量這一個(gè)新的物理量,在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)物質(zhì)的量及其單位——摩爾只適用于微觀粒子如原子、分子、離子、質(zhì)子、電子、中子等。不是用于宏觀物質(zhì)如:l mol人、1 mol大豆都是錯(cuò)誤的。
(2)使用物質(zhì)的量單位——摩爾時(shí)必須指明物質(zhì)粒子的名稱,不能籠統(tǒng)地稱謂。1mol氧、1 mol氫就是錯(cuò)誤的。只能說(shuō):l mol氧分子或1 mol氧原子。
(3)只要物質(zhì)的量相同的任何物質(zhì),所含微粒數(shù)相同,反之也成立。
作業(yè)設(shè)計(jì)
1.“物質(zhì)的量”是指 ( )
A、物質(zhì)的質(zhì)量 B、物質(zhì)的微觀粒子數(shù) C.物質(zhì)的質(zhì)量與微觀粒子數(shù)
D.能把物質(zhì)的質(zhì)量同微觀粒子數(shù)聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)基本物理量
2.下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.1 mol氧 B.1 mol H2SO4 C.1 mol米 D.1 mol面粉
3.在.1 mol H2O中 ( )
A.含1 mol H B.含6.02×1023個(gè)氫原子
C.含6.02×1023個(gè)水分子 D.含3.01×1023個(gè)氧原子
4.在0.5 mol Na2SO4中,含有的Na+數(shù)約為 ( )
A.3.01×1023 B.6.02×1023 C.0.5 D.1
5.1 mol下列氣體中所含原子數(shù)最多的是 ( )
A. H2 B.CO2 C.CH4 D.O2
6.將1 mol CO與1 mol CO2相比較,正確的是 ( )
A.分子數(shù)相等 B.原子數(shù)相等 C.電子數(shù)相等 D.質(zhì)子數(shù)相等
7.氫原子數(shù)目為9.03×1023的NH3是 ( )
A.1.5 mol B.1 mol C.0.5 mol D.2 mol
8.下列說(shuō)法中正確的是(NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值) ( )
A.1 mol N2和1 molCO所含的分子數(shù)都是NA
B.1 mol H2和1 mol CO2所含的原子數(shù)都是NA
C.1 mol CO和1 mol CO2所含的氧原子數(shù)都是NA
D.1 mol H2 SO4和1 mol H3PO4所含的原子數(shù)都是4NA
9.物質(zhì)的量相同的甲烷和氨氣具有不同的 ( )
A.電子數(shù)目 B.質(zhì)子數(shù)目 C.分子數(shù)目 D.原子數(shù)目
10.相同物質(zhì)的量的SO2和SO3,所含分子的數(shù)目之比為_(kāi)______,所含O的物質(zhì)的量
之比為_(kāi)______ 。
答案:1.D 2.B 3.C 4.B 5.C 6.A 7.C 8.A 9.D
10.1:1 2:3
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