《化學(xué)計量在實(shí)驗中的應用》教學(xué)教案設計
教學(xué)目標
知識與技能
�、倭私馕镔|(zhì)的量及其單位，了解物質(zhì)的量與微觀(guān)粒子數之間的關(guān)系；
�、谕ㄟ^(guò)對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)量和相對原子質(zhì)量、相對分子質(zhì)量之間的關(guān)系；
�、弁ㄟ^(guò)對摩爾質(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；
�、蘩斫馕镔|(zhì)的量濃度的概念，掌握與物質(zhì)的量濃度有關(guān)的計算、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；
�、嗤ㄟ^(guò)交流討論，讓學(xué)生從物質(zhì)的量的角度認識化學(xué)反應。
過(guò)程與方法
�、偻ㄟ^(guò)對物質(zhì)的量概念的理解，嘗試從定量的角度去認識物質(zhì)，體會(huì )定量研究方法對研究和學(xué)習化學(xué)的重要作用；
�、谕ㄟ^(guò)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，體驗以實(shí)驗為基礎的實(shí)例研究方法，能獨立地與同學(xué)合作完成實(shí)驗，記錄實(shí)驗現象和數據，并對實(shí)驗結果進(jìn)行研究討論。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
�、偻ㄟ^(guò)親自實(shí)驗配制溶液，體驗化學(xué)實(shí)驗的嚴謹性，培養端正耐心的學(xué)習態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神；
�、谕ㄟ^(guò)對實(shí)驗結果的分析討論，培養學(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； ②摩爾質(zhì)量概念和有關(guān)摩爾質(zhì)量的計算；③物質(zhì)的量濃度的概念及有關(guān)計算； 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)計算。
教學(xué)方式
本節課屬于概念教學(xué)課，根據概念教學(xué)的一般原則，主要運用講授方式、形象化的啟發(fā)式教學(xué)法、類(lèi)比邏輯方法，幫助學(xué)生理解概念，掌握概念，并靈活應用概念。對于概念課的教授，因為抽象、理解難度大，學(xué)生相對會(huì )缺乏學(xué)習興趣，所以應該激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性，在概念引入時(shí)強調它在化學(xué)中的必要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習的緊迫感。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)習了原子、分子、電子等微觀(guān)粒子，學(xué)習了化學(xué)方程式的意義和常用的物理量及其對應的單位，這是學(xué)習本節課的知識基礎，但是本節課的概念多，理解難度大，而且學(xué)生還沒(méi)有適應高中的化學(xué)學(xué)習，所以教師應注意從學(xué)生認識基礎出發(fā)，加強直觀(guān)性教學(xué)，采用設問(wèn)、類(lèi)比啟發(fā)、重點(diǎn)講解并輔以討論的方法，引導學(xué)生去聯(lián)想，運用遷移規律，使學(xué)生在輕松的環(huán)境中掌握新知識。在實(shí)驗課中，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。
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“�！本筒环奖�，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？
我們在初中已經(jīng)知道分子、原子、離子等我們肉眼看不見(jiàn)的微觀(guān)粒子，它們可以構成我們看得見(jiàn)的、客觀(guān)存在的，具有一定質(zhì)量的宏觀(guān)物質(zhì)。這說(shuō)明，在我們肉眼看不見(jiàn)的微觀(guān)粒子與看得見(jiàn)的宏觀(guān)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：
2H2 + O2 2H2O
微觀(guān)角度：2個(gè)氫分子 1個(gè)氧分子 2個(gè)水分子
宏觀(guān)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：看到反應物、生成物的數目和質(zhì)量關(guān)系。
教師：從方程式我們可以知道，微觀(guān)上2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子可以反應生成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，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)中我們更不可能數出一定個(gè)數的氫分子和一定個(gè)數的氧分子進(jìn)行反應，而根據初中我們學(xué)習的知識也知道，從宏觀(guān)上4 g的氫氣和32 g的氧氣完全反應生成36 g的水，所以我們知道，4 g的氫氣所含的氫分子數必是32 g的氧氣的2倍，那我們怎樣才能既科學(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(guān)質(zhì)量和微觀(guān)粒子數聯(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)習的積極性。)
教師：第14屆國際計量大會(huì )通過(guò)以“物質(zhì)的量”作為化學(xué)計量的基本單位量，至此，物質(zhì)的量和長(cháng)度、質(zhì)量、時(shí)間等成為國際單位制中的7個(gè)基本單位。
物質(zhì)的量及摩爾
(投影)
物理量 單位名稱(chēng) 單位符號
長(cháng)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)光強度 坎[德拉] cd
我們用長(cháng)度來(lái)表示物質(zhì)的長(cháng)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)所含粒子數的集合，用符號n表示。物質(zhì)的量的單位為摩爾，符號為mol。
教師：在我們的計量上，多長(cháng)為1米呢?“米”這個(gè)單位是如何得來(lái)的呢?
(對于這個(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)生明白在國際單位中，1米的長(cháng)短，1 mol的多少都是人為規定的，這里常是學(xué)生很難理解的地方。)
教師：國際計量組織規定光在真空中于1/299 792 458秒時(shí)間間隔內所經(jīng)路徑的長(cháng)度為1 m。同樣，也規定了含有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×規定的較大數目
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，對抽象概念的學(xué)習，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)現象來(lái)遷移類(lèi)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量為1摩爾。摩爾簡(jiǎn)稱(chēng)摩，符號為mol。
阿伏加德羅常數
1mol任何粒子的數目又叫阿伏加德羅常數。阿伏加德羅是意大利物理學(xué)家，因他對6.02×1023這個(gè)數據的測得有很大的貢獻，故用其名來(lái)命名，以示紀念。表示為
NA＝6.02×1023mol—1。
1 mo1粒子所含粒子數＝阿伏加德羅常數的數值。
請根據上述說(shuō)明回答下列問(wèn)題：
(1)1 mo1 O2的分子數約為_(kāi)__________，2.5 mol SO2的分子數為_(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。
根據以上四個(gè)小題，能否得出物質(zhì)的量(n)，阿伏加德羅常數(NA)與粒子數(N)的關(guān)系?
學(xué)生：交流討論，得出： 。
教師：例：現有CO、CO2、O3三種氣體，它們含有的氧原子個(gè)數之比為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。并且總結出：粒子的數目之比等于物質(zhì)的量之比。
(學(xué)生普遍覺(jué)得非常困難，弄不清原子數與分子數之間的關(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，氧原子數之比為1∶2∶3；根據n＝N／NA推斷，粒子的數目之比等于物質(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(guān)物質(zhì)。)
物質(zhì)的量的.使用注意事項
教師：下列說(shuō)法是否正確：
1 mol人 1 mol細菌 1 mol氧氣分子 1 mol質(zhì)子
學(xué)生：討論并回答，1 mol人肯定是錯的，1 mol細菌、1 mol質(zhì)子、1 mol氧氣分子是對的。
(“1 mol人”，學(xué)生都會(huì )很快反應是錯誤的，但1mol細菌很多學(xué)生會(huì )認為細菌是很小的，
是微觀(guān)的，所以這種說(shuō)法應該是正確的，所以借此要澄清學(xué)生的認識誤區，不要認為只要是微觀(guān)的概念就可以用摩爾來(lái)表示，應該是微觀(guān)的物質(zhì)粒子才行。)
教師：對于物質(zhì)的量這一個(gè)新的物理量，在應用時(shí)應注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
(1)物質(zhì)的量及其單位——摩爾只適用于微觀(guān)粒子如原子、分子、離子、質(zhì)子、電子、中子等。不是用于宏觀(guān)物質(zhì)如：l mol人、1 mol大豆都是錯誤的。
(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(chēng)，不能籠統地稱(chēng)謂。1mol氧、1 mol氫就是錯誤的。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)，所含微粒數相同，反之也成立。
作業(yè)設計
1．“物質(zhì)的量”是指 ( )
A、物質(zhì)的質(zhì)量 B、物質(zhì)的微觀(guān)粒子數 C．物質(zhì)的質(zhì)量與微觀(guān)粒子數
D．能把物質(zhì)的質(zhì)量同微觀(guān)粒子數聯(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．分子數相等 B．原子數相等 C．電子數相等 D．質(zhì)子數相等
7．氫原子數目為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的值) ( )
A．1 mol N2和1 molCO所含的分子數都是NA
B．1 mol H2和1 mol CO2所含的原子數都是NA
C．1 mol CO和1 mol CO2所含的氧原子數都是NA
D．1 mol H2 SO4和1 mol H3PO4所含的原子數都是4NA
9．物質(zhì)的量相同的甲烷和氨氣具有不同的 ( )
A．電子數目 B．質(zhì)子數目 C．分子數目 D．原子數目
10．相同物質(zhì)的量的SO2和SO3，所含分子的數目之比為_(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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