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物质的量2教案
第三章物质的量
海南省农垦中学陈良兴
物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,是化学中的一个很重要的基本概念。
第一节物质的量
教学目标
1.使学生初步理解物质的量的单位——摩尔的含义。
了解物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。
2.了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德罗常数的涵义。
3.初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。
教学重点:
1.物质的量及其单位。
2.摩尔质量的概念和有关摩尔质量的概念计算。
教学难点:
物质的量及其单位——摩尔。
课时安排:
第一课时:
物质的量及其单位——摩尔。
第二课时:
摩尔质量的概念及其计算。
教学过程:
第一课时
[引言]我们在初中时知道,分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,可以构成客观存在的、具有一定质量的物质。
这说明,在我们肉眼看不见的粒子与物质的质量之间,必定存在着某种联系。
那么,联系他们的桥梁是什么呢?
科学上,我们用“物质的量”这个物理量把一定数目的原子、分子、或离子等微观粒子与可称量的物质联系起来。
欲想知道究竟,请认真学好本章内容。
[板书]第三章物质的量
[过渡]什么是物质的量呢?
它就是本节课我们所要认识的对象。
[板书]第一节物质的量
[讲解]就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量可用来表示物质所含粒子数目的多少,其符号为n,它是国际单位制中的基本物理量,四个字不能分开。
长度、温度的单位分别是米和开尔文,物质的量的单位是摩尔,符号mol,简称摩。
[板书]一、摩尔
1.是一个物理量,符号为n,单位为摩尔(mol)。
[讲解]课本上列出了国际单位制中的7个基本物理量,供大家参考。
[稍顿]既然物质的量是用来表示物质所含粒子数目的多少的,那么,物质的量的1个单位即1mol表示的数目是多少呢?
指导学生阅读,分析书上有关内容,并得出结论。
[板书]2.1mol粒子的数目是0.012kg12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3.1mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
[讲解]阿伏加德罗是意大利物理学家,他对6.02×1023这个数据的得出,有着很大的贡献,用其名字来表示该常数,以示纪念。
[练习]填空
1.1molH2所含氢气分子的个数。
2.2mol氢分子含个氢原子。
3.1molSO
是个硫酸根离子。
[讲解]物质的量只限制了所含粒子个数的多少,并没限制粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
[练习]
判断正误,说明理由。
A.1mol氢×没有指出是分子、原子或离子
B.1molCO2√
C.1mol小米×小米不是微观粒子
[评价上题,得出结论]
[板书]4.使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
根据摩尔的有关知识,进行计算。
1.1.204×1024个H,合多少mol?
2.5mol的O2中有多少个氧气分子?
3.N个水分子的物质的量是多少?
(已知,阿伏加德罗常数为NA)
教师引导学生总结得出:
粒子总个数、阿伏加德罗常数、物质的量三者的关系为:
[板书]5.
[讲解]摩尔是一个巨大数量粒子集合体,可以有0.5molO2,0.01molH2SO4等,而分子、原子等,就不能说0.5个或0.01个。
[练习]
1.0.5mol水中含有个水分子。
2.2mol水中含有个水分子,个氢原子。
3.1molH2SO4中含有个H2SO4分子,个硫酸根离子。
4.1molHCl溶于水,水中存在的溶质粒子是什么?
它们的物质的量各是多少?
5.1个水分子中有个电子,1molH2O中呢?
[小结]物质的量是一个基本物理量,单位为摩尔,它表示含有一定数目的粒子集体,1mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。
[板书设计]第三章物质的量
第一节物质的量
一、摩尔
1.是一个物理量,符号为n,单位为摩尔(mol)。
2.1mol粒子的数目是0.012kg12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3.1mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位为mol-1。
4.使用摩尔时,必须指明粒子(分子、原子、离子、质子、电子等)的种类。
5.n=
[教学说明]物质的量是整个高中化学教学中的重点和难点之一。
教师应按教学内容的要求,深入浅出地讲清物质的量的概念,不要希望一节课就能解决概念的全部问题,也不要认为讲明白了学生就应该会了。
实际上,学生在思考问题,回答问题或计算中出现错误是很正常的。
只有在本章教学和后续的各章教学中,帮助学生反复理解概念、运用概念,不断地纠正出现的错误,才能使学生较深刻地理解,较灵活地运用这一概念。
★第二课时
[复习提问]1.1mol物质所含粒子的个数是以什么为标准得出来的?
2.物质的量、阿伏加德罗常数、粒子总个数三者之间的关系?
[新课引入]教师取一杯水,对同学说:
“老师这儿有一杯水,老师想知道这杯水里有多少个水分子,现在让你们来数,能数得清吗?
”
回忆初中有关水分子的知识:
10亿人数一滴水里的水分子,每人每分钟数100个,日夜不停,需要3万多年才能数清。
很显然,靠我们在座的大家一个一个来数,在我们的有生之年,是完不成任务的。
那么,能否有其他的方法呢?
答案是肯定的。
我只要称一下这杯水的质量,就可以很轻易地知道!
连接水分子这种粒子与水的质量之间的桥梁,就是我们上节课学过的——物质的量。
“下面,就让我们来导出它们之间的关系。
”
[推导并板书]
[板书]二:
摩尔质量
微观一个C原子一个O原子一个Fe原子
↓扩大6.02×1023↓扩大6.02×102↓扩大6.02×1023
1molC原子1molO原子1molFe原子
↓↓↓
质量0.012kg=12gxgyg
相对原子质量121656
[讲解]因为任何一种原子的相对原子质量,若以12C的1/12为标准所得的比值。
所以,1mol任何原子的质量比,就等于它们的相对原子质量比。
由此我们可求出x值和y值。
[学生计算]得出x=16y=56
[问]要是1molNa原子或1molH原子的质量呢?
[学生讨论,得出结论]1mol任何原子的质量,若以克为单位,在数值上等于其相对原子质量的数值。
[设问]那么,对于由原子构成的分子,其1mol的质量是多少呢?
离子呢?
[学生讨论]
[教师总结]因为分子都是由原子构成的,所以,1mol任何分子的质量在数值上就等于该分子的相对分子质量。
对于离子来讲,由于电子的质量很小,可以忽略不计,所以1mol离子的质量在数值上就等于该离子的式量。
[板书]1mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上就等于该物质的原子(分子)的相对原子质量(相对分子质量)。
[练习]
1molH2O的质量是g
1molNaCl的质量是g
1molNa+的质量是g
1molS的质量是g
[讲解]由以上我们的分析讨论可知,1mol任何粒子或物质的质量是以克为单位,在数值上都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等,我们将单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,也就是说,物质的摩尔质量是该物质的质量与该物质的物质的量的比。
[板书]摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:
M单位:
g·mol-1或kg·mol-1
表达式:
M=
[讲解]依据此式,我们可以把物质的质量与构成物质的粒子集体联系起来。
[练习]1.Na的摩尔质量
2.NaCl的摩尔质量
3.SO
的摩尔质量
(注意单位)
[教师]下面,让我们根据摩尔质量的概念进行计算。
例1.24.5克H2SO4的物质的量是多少?
[分析]由式子M=
可得n=
我们可以通过H2SO4的相对分子质量得
出M(H2SO4)=98g·mol-1,题中给出了H2SO4的质量m(H2SO4)=24.5g
解:
H2SO4的相对分子质量为98,摩尔质量为98g·mol-1。
n(H2SO4)=
=0.25mol
答:
24.5g H2SO4的物质的量是0.25mol。
[练习]1.1.5mol H2SO4的质量是,其中含有molO,molH,其质量分别为和。
2.0.01mol某物质的质量为1.08g,此物质的摩尔质量为。
例2.71gNa2SO4中含有Na+和SO
的物质的量是多少?
[分析]因Na2SO4是由Na+和SO
构成的,1molNa2SO4中含2molNa+和1mol SO
,只要我们知道了Na2SO4的物质的量,即可求出n(Na+)和n(SO
)。
解:
Na2SO4的相对分子质量为142,摩尔质量为142g·mol-1。
n(Na2SO4)=
=0.5mol
则Na+的物质的量为1mol,SO
的物质的量为0.5mol。
[思考]
[教师拿起一上课时的那杯水]
问:
已知,我手里拿的这杯水的质量是54克,大家能算出里面所含的水分子的个数吗?
[n(H2O)=
=0.3mol
N(H2O)=nNA=3×6.02×1023=1.806×1024个]
÷M
[小结]1mol不同物质中,所含的分子、原子或离子的数目虽然相同,但由于不同粒子的质量不同,因此,1mol不同物质的质量也不相同,以g为单位时,其数值等于该粒子的相对原子(分子)质量。
×M
宏观物质的质量与微观粒子集体的关系为m======n
[布置作业]略
[板书设计]二:
摩尔质量
微观1个C1个O1个Fe
↓扩大6.02×1023倍↓扩大6.02×1023倍↓扩大6.02×1023倍
1molC1molO1molFe
质量0.012kg=12gxy
相对原子质量121656
因为元素原子的质量比=元素相对原子质量比
所以x=16y=56
[结论]1mol任何物质的质量,是以克为单位,在数值上等于该物质的原子的(分子的)相对原子质量(相对分子质量)。
摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量。
符号:
M
单位:
g·mol-1kg·mol-1
表达式:
M=m/n
[教学说明]此课时最常出现的问题是有关物质的量和质量之间关系的推导。
这往往是由于初中学习时,对相对原子质量的涵义不甚明了所致。
因此,可根据学生的具体情况先复习有关相对原子质量的知识。
另外,有关摩尔质量的单位也是学生容易忽略的。
第二节气体摩尔体积
教学目标:
1.了解影响物质体积的主要因素;
2.在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上,了解气体摩尔体积的概念;
3.;通过气体摩尔体积和有关计算的教学,培养学生分析、推理、归纳、总结的能力。
4.培养学生主动参与教学过程并激发学生的学习兴趣。
教学重点:
气体摩尔体积的概念、计算。
教学难点:
气体摩尔体积的概念、计算。
课时安排:
第一课时:
气体摩尔体积的概念。
第二课时:
有关气体摩尔体积的计算。
教学过程:
[复习提问]
1.摩尔质量的定义是什么?
2.物质的质量、体积、密度之间的关系是什么?
通过前一节摩尔质量的学习,我们将宏观质量与微观粒子数联系在一起:
那么,物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢?
给出一些物质的数据(0℃、101Kpa),求体积
物质
粒子数
质量/(g)
密度(0℃)
体积
Fe
6.02×1023
55.8
7.88g/ml
Al
6.02×1023
26.98
2.7g/ml
Pb
6.02×1023
207.2
11.3g/ml
H2O
6.02×1023
18.0
1.0g/ml
H2SO4
6.02×1023
98.0
1.83g/ml
H2
6.02×1023
2.016
0.0899g/L
O2
6.02×1023
32.00
1.43g/L
CO2
6.02×1023
44.01
1.977g/L
[学生活动]
(1)要求学生利用质量\体积\密度关系求出体积,填好表中空格.(可将学生分为3-4组分别完成)
(2)启发学生分析研究上述数据,发现规律性。
[师生共同活动]总结规律:
(1)相同条件下,相同物质的量的不同物质所占的体积:
固体<液体<气体
(2)相同条件下,气体体近似相等而固体、液体却不相等。
[提问]为什么有上述规律?
[师生共同活动]决定物质体积大小有三方面因素:
①物质粒子数的多少②物质粒子本身的大小③物质粒子之间距离的大小
[教师引导]上述计算中,物质的粒子都一样多,所以只有后两个因素在起作用。
固体Fe、液体H2O、气体CO2粒子间距示意图(引导观察,从中发现问题并得出:
固、液体粒子间距比气体间距小的多)
[教师引导]通过分析发现,决定气体体积大小的主要因素是粒子间距离的大小,从而解决问题并进一步得出:
在上述条件下气体体积近似相等且约为22.4L。
[设问]在其他条件下,气体是否也遵循这个规律呢?
(从而引入气体摩尔体积)
[板书]第三节气体摩尔体积
一、气体摩尔体积
1.定义:
单位物质的量的气体所占的体积叫气体摩尔体积。
2.决定因素:
分子间距离大小
[引导学生讨论]影响因素
[总结归纳得出]影响因素有温度和压强。
[板书]3.影响因素
①温度越高体积越大②压强越大体积越小
[提问]在101KPa、0℃时,1mol任何气体的体积都约是22.4L,22.4L与气体摩尔体积是什么关系?
[讲解]用V代表气体的体积,用Vm代表气体的摩尔体积,两者有一定的关系。
[板书]4.Vm=V/n单位:
L/mol
(巩固反馈)判断下列叙述是否正确?
A.标准状况下,1mol任何物质的体积约为22.4L。
B.1mol气体的体积约为22.4L。
C.1mol氖气和1mol氧气体积相同。
D.标准状况下,1mol氧气和氮气混合气(任意比)的体积约为22.4L。
E.22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含分子数。
(正确:
D)
[小结]气体摩尔体积的含义、影响因素及其相互关系。
[练习]判断正误
1.标况下,1mol任何物质的体积都约为22.4L。
(×,物质应是气体)
2.1mol气体的体积约为22.4L。
(×,未指明条件——标况)
3.标况下,1molO2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4L。
(√,气体体积与分子种类无关)
4.22.4L气体所含分子数一定大于11.2L气体所含的分子数。
(×,未指明气体体积是否在相同条件下测定)
5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4L。
(×,只在标况下)
6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是22.4L。
(×,不一定)
第二课时:
有关气体摩尔体积的计算
【教学目的】
1.在理解气体摩尔体积,特别是标状况下,气体摩尔体积的基础上,使学生掌握有关气体摩尔体积的计算。
2.通过有关气体摩尔体积计算的教学,培养学生的计算能力,并了解学科间相关知识的联系。
3.通过本节教学,激发学生的学习兴趣,培养学生的主动参与意识。
【教学重点】有关气体摩尔体积的计算
【教学难点】有关气体摩尔体积的计算
【教学过程】
[复习提问]
1.只有在标准状况下,1mol气体的体积才是22.4L吗?
为什么?
2.气体的体积与气体的摩洋体积有何关系?
[投影]
[师生共同活动]填写①②③④⑤⑥⑦⑧的条件,并要求用符号表示,概括出知识“网络图”。
[板书]二、有关气体摩尔体积的计算
例题1:
在标准状况下2molCO2的体积为多少升?
[学生活动]两名学生到黑板演算,其他学生自己在练习本上演算,要求计算过程。
(教师讲评)
[提醒学生注意]①解题格式要求规范化②计算过程要求带单位
用到标准状况下的气体摩尔体积,这需要气体的物质的量做桥梁。
根据我们上面对各量关系的讨论,可进行如下计算:
解:
n(CO2)=
=0.05mol
因为在标准状况下Vm=22.4L·mol-1
所以0.05molCO2在标准状况下的体积为:
V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L
答:
在标准状况下,2.2gCO2的体积为1.12L。
例题2:
在标准状况下,2.2gCO2的体积为多少升?
[讨论]由学生分析已知条件,确定解题思路。
[板书]解题步骤:
[解法一]解:
在标准状况下,该气体的密度为:
ρ=
=2.86g·L-1
标准状况下Vm=22.4L·mol-1
则该气体的摩尔质量为:
M=ρVm=2.86g·L-1×22.4L·mol-1=64g·mol-1
即该气体的相对分子质量为64。
[解法二]解:
标准状况下,该气体的物质的量为:
n=
=
=0.03mol
摩尔质量为:
M=
=
=64 g·mol-1
即气体的相对分子质量为64。
答:
此气体的相对分子质量为64。
补充思考]现有3.4g H2S和0.1molHBr气体。
(1)不同条件下,哪个分子数较多?
(2)相同条件下,哪个该用较大的容器装?
(3)不同条件下,哪个质量大?
大多少?
(4)哪个所含H原子的物质的量多?
多多少?
(5)其中含S和Br各多少克?
[解答]
(1)条件不同时,例如改变压强或温度,只能改变气体的体积,改变不了分子的数目,因为两者均为0.1mol,所以两者分子数目相等。
(2)相同条件下,物质的量相同的气体体积相同,所以应用一样的容器装。
(3)不同条件下,只改变聚集状态不改变其质量。
0.1molHBr的质量=0.1mol×81g·mol-1=8.1g,比H2S多4.7克。
(4)H2S含的H比HBr多0.1mol。
(5)S为3.2g,Br为8g。
(再次强调解题步骤要规范,运算中带单位,考虑有效数字。
)
例题3:
在标准状况下,测得某气体的体积为,计算此气体的相对分子质量。
[讨论分析]物质的相对分子质量与该物质的摩尔质量在数值上是相等的。
因此,要求计算某物质的相对分子质量,首先就要计算出物质的摩尔质量。
先根据标准状况下气体的体积和质量,计算出1L气体所具有的质量,即气体的密度:
ρ=m/V
然后求出标准状况下22.4L气体的质量,即1mol气体的质量M=ρ·Vm
[学生解题]要求有解题步骤(教师分析学生的不同解法)
将例题3改为:
在一定条件下,测得8.4g某气体的体积为9.00L(此时气体的摩尔体积为30L/mol),计算此气体的相对分子质量。
(解法与上同,答案也相同)
例题4:
填表
物质
物质的量
体积(标况)
分子数
质量
密度
H2
0.5mol
CH4
22.4L
N2
28/22.4g·L-1
HCl
36.50g
Cl2、HCl
混合气体
3.01×1023
(学生计算填表,老师巡回指导)
[引导学生分析]解题常见的错误
[提问]哪个同学能利用“网络图”编出一道习题?
[师生共同活动]评价所编习题并解题。
[小结]有关气体摩尔体积的计算依据是“网络图”。
【布置作业】
课本第69页一、二、四
第三节物质的量浓度
第一课时 :
教学目标:
使学生理解物质的量浓度的概念;会运用物质的量浓度的概念进行简单的计算;学会配制物质的量浓度溶液的方法和技能
重点、难点:
物质的量浓度的概念,物质的量浓度溶液的配制。
教学过程:
【导入新课】
我们在初中学习过溶液中溶质的质量分数,应用这种表示溶液浓度的方法,可以计算一定质量的溶液中所含溶质的质量。
但是,很多化学反应都在溶液中进行,对于溶液我们通常不称其质量,而是量它的体积。
同时,在化学反应中,反应物与生成物物质的量相互间有一定的关系:
例如:
2NaOH~H2SO4
2mol∶1mol
在化学反应的溶液中如何体现出溶质的物质的量之比为2:
1呢?
【讲述】初中时学习过的溶液中溶质的质量分数,在使用时有很多不方便之处。
溶质如果是固体物质,还可以称量,如果是气体或液体,称量它的质量就很不方便。
至于溶液的质量就更不好称量,实验室常用量筒来量液体的体积。
一.物质的量浓度
定义:
以单位体积溶液里所含溶质B的物质量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度。
【设问】能否用所量出的溶液的体积来表示溶质的物质的量之比为2∶1呢?
【过渡】知道一定体积的溶液里含有多少摩溶质,运算起来很方便。
通常我们取溶液的体积为1L。
而物质的量浓度的溶液就是使用溶液的体积,用升做单位。
定义式:
单位通常是用mol/L表示。
【讲述】
(1)溶液体积为1升,而不是溶剂体积是1升;
(2)溶质是物质的量表示,而不是用摩尔质量表示。
例1)用20克NaOH固体配制1L溶液,其浓度为Umol/L。
用80克NaOH固体配制1L溶液,其浓度为Umol/L
注意:
将342克蔗糖(C12H22O11)溶解在1L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度等于1mol/L吗?
解答:
不等,应为1L水中溶解342克的蔗糖其溶液的体积不等于1L。
强调:
在物质的量浓度公式中的V一定是指溶液的体积
,而不能溶剂的体积代替。
但在一些不十分严格的计算中,如果溶质溶解于水中引起体积变化不是十分明显,可以近似认为水的体积就是溶液的体积。
若从1L0.5mol/L的氢氧人钠溶液中分别取5ml,50ml,100ml溶液,它们的物质的量浓度是否相等?
解答:
相等(以生活中的常识为例加以说明,如:
糖水被分为几份后其甜味并不因此而降低。
)
课堂练习
1.用5molNaOH配成500mL溶液,其浓度为___mol/L,取5mL该溶液,其浓度为___mol/L。
【设问】如何应用所学的知识进行计算?
【设问】5mL与500mL的NaOH溶液,它们所含的溶质的物质的量(或质量)相等吗?
你能举出生活中的例子来说明吗?
2:
从1L1mol/LNaCl溶液中,分别取出100mL、10mL和1mL溶液,它们的物质的量浓度是否相等?
所含溶质各是多少克?
【过渡】物质的量浓度的溶液是生产上和科学实验上常用的一种表示溶液组成的重要方法。
因此,我们要学会配制物质的量浓度的溶液。
【板书】二、一定物质的量浓度溶液的配制
例:
配制500mL0.1mol/L的Na2CO3溶液。
【设问】配制溶液的第一步首先应知道什么?
【板书】1.计算
【设问】⑴实验室中只存在Na2CO3晶体,我们可以来计算出所需的溶质的质量,那么如何计算出需要Na2CO3晶体的质量?
⑵若所取溶质为液体,应如何取?
【板书】2.称量
【设问】用托盘天平来称量固体药品应注意哪些?
【演示】称量gNa2CO3晶体。
【设问】若称量有腐蚀性的物质,例如:
NaOH能否放在纸上称量?
应如何称量?
【讲述】我们配制溶液用的主要仪器之一是容量瓶。
容量瓶是配制准确浓度溶液
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- 物质 教案