高中化学教师招聘高中化学必修一第1章 第2节 化学计量在实验中的应用 第1课时教案设计

第二节化学计量在实验中的应用

第1课时

教学设计

三维目标

知识与技能

1.使学生了解物质的量及其单位，了解物质的量与微观粒子数之间的关系。

2.使学生了解学习物质的量这一物理量的重要性和必要性.

3.使学生了解阿伏加德罗常数的含义。

过程与方法

1.培养学生的逻辑推理、抽象概括的能力。

2.培养学生的计算能力，并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、巩固概念。

情感、态度与价值观

1.使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究化学的科学方法之一。培养学生尊重科学的思想。

2.调动学生参与概念的形成过程，积极主动学习。

3.强调解题规范化，单位使用准确，养成良好的学习习惯.

教学重点

物质的量及其单位摩尔

教学难点

物质的量概念及其理解

教具准备

多媒体课件、投影仪、烧杯、铝片、硫磺、镁、铜

教学过程

导入新课

师：钻石早在4000多年前就被人类发现，事实上它已在地表蕴藏亿万年。由于它所散发出来的光泽永恒灿烂，在

远古法老时代，钻石是贵族独有的珍宝，渐渐地，钻石被用来象征爱情的坚贞不渝。关于它的传说也美丽得令人心动,

希腊人说钻石是星星坠落地面的碎片，也传说它是天神的眼泪。不论是怎样的传说，现在钻石对于我们来说都是一种

美丽的代表。你知道钻石的重量单位是什么吗？

生：是克拉。

师：你知道克拉是怎么来的吗？

［多媒体展示］

克拉的由来

珠宝精巧、贵重，用普通的方式计量很不准确，所以，人们一直想办法去寻找最准确的计量单位，最方便适用的

祛码。

拿什么来衡量宝石的重量呢？许多民族的祖先不谋而合，都想到用当地常见的植物种子。当然，这样的种子不能

太大也不能太小，重要的是必须颗粒均匀，基本一致。

欧洲许多国家最初是用它们盛产的大麦来作祛码。但是各地区出产的大麦大小不同，重量差异大，用它称宝石，

常常发生争端。后来，考虑到大多数宝石来自东方，干脆找一种东方的种子来作统一标准，可以免去许多口舌。挑来

挑去，挑中了在地中海地区遍地生长的金合欢树的种子。因为希腊人叫这种种子为“克拉”，就把它作为宝石的重量单

位。

克拉是宝石的重量单位，1克拉等于0.2go当然，这种标准并不是一下子就为各国接受，尽管欧洲各国早就同意

用合欢种子即“克拉”作为称量宝石的祛码，但是，各地合欢树上结的克拉重量不同，就是同一株树上的也会有差异。

因此，在相当长的一个历史时期，各国所用的“克拉”表示的重量略有不同。例如：巴黎一0.205g,伦敦一0.20530g,

佛罗伦萨一0.19720g,马德里—).20539g,柏林一0.20544g,阿姆斯特丹一0.20570g,里斯本一0.20539g,法兰克

福一0.20577g,维也纳一0.20613g,威尼斯一0.20770g,0.20735g»

这种各行其是的混乱局面极不利于宝石的国际贸易，故而，制定统一的计量标准势在必行。直到1907年，在巴黎

召开的国际计量委员会第四次大会上，正式通过将标准克拉定为0.200g。其精确度定到小数点以后两位，自第三位起

忽略不计。

师：通过阅读我们知道一粒合欢树的种子的质量是0.2g,那么一千粒、一万粒、一亿粒这种树种的质量我们马上

就能求出来。反过来，若我们称量出一定量树种的质量，我们也会很快就能求出树种的数目。在化学实验室做实验时,

取用的药品无论是单质还是化合物，都是可以用器具称量的。而物质间发生的化学反应是原子、离子或分子间按一定

的数目关系进行的，对此，不仅人们的肉眼看不到，也难以称量。那么，可称量物质与原子、离子或分子之间有什么

联系呢？能否用一定数目的粒子集体为单位来计量它们之间的关系呢？这一节课我们就来学习第二节——化学计量在

实验中的应用。

［板书］第二节化学计量在实验中的应用

推进新课

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?”

生：数不清，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。现在有一

杯水，不知有多少滴，所以更是数不清了。

师：是啊，要是一个个地去数一杯水中分子的数目，全世界的人都来数，几辈子也数不完。但如果老师告诉你18g

水里含有6.02x1023个水分子，你能求出一杯水中分子的数目吗？

生：先称量烧杯中水的质量，然后除以18再乘以6.02x1()23就可以得到水分子数目了。

师：这样一来我们就不用一个个去数水分子也能知道它的数目了.是不是18g的铝也含有6.02x1023个铝原子？让

我们来算算.

［多媒体展示］

Al

H2O

1个分子或原子的质量/g2.990x10-234.485x1O-23

相对分子质量或相对原子质量1827

生：由于1个水分子和1个铝原子质量不同，所以不用算也可知18g的铝中含有的铝原子数肯定不等于6.02x1023。

按表中给出的数据，算出27g铝中含有6.02x1023个铝原子。

师：其他粒子是不是也有这种关系呢？

［多媒体展示］

该物质含有的粒

粒子符号物质的式量每个粒子的质量(g/个)该物质质量(g)

子数(个)

c121.993X1O2312

Fe569.032x10-2356

1.628x10-22

H2SO49898

生：这些粒子的质量以克为单位，在数值上与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等时，所含粒子的数目都

是6.02x1()23。

师：如果我们把含有6.02x1023个粒子的任何粒子集体，定义为一个物理量，以后我们就可以通过质量或其他物理

量来计算出某种物质所含指定粒子的数目了。这个物理量就是我们今天要学习的物质的量。

［板书］一、物质的量的单位——摩尔

师：提到物理量同学们不会感到陌生。你们学习过的物理量有哪些呢？

生：质量、长度、温度、电流等，它们的单位分别是千克、米、开、安(培)。

［多媒体展示］

国际单位制的7个基本单位：

物理量单位名称单位符号

长度米m

质量千克kg

时间秒s

电流安［培］A

热力学温度开你文］K

发光强度坎［德拉］Cd

物质的量

师：在初中我们已经接触了以上几种物理量，那么你知道物质的量含义是什么吗？它的符号是什么吗？

生：物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。它的符号是n。

［板书］物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。它的符号是n。

师：每个物理量都有单位，你知道物质的量的单位是什么吗？它是怎么规定的？

生：物质的量单位是摩尔。我们把含有6.02x1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔，摩尔简称摩，符号mol。

师：物质的量是一个物理量，表示含有一定数目粒子的集体，它的单位是摩尔。在使用物质的量这个物理量时，

我们要注意以下几点。

［多媒体展示］

使用物质的量注意事项：

1.物质的量表示物质所含指定粒子的多少，这四个字是一个整体，不得简化或增添任何字，物质的量实际上表示含有一

定数目粒子的集体。

2.物质的量用符号"n”表示。

师：日常生活中用打表示12个。“打”就是一定数目的物品的集合体。宏观是这样，微观也是这样，用固定数目的

集合体作为计量单位。科学上，物质的量用6.02x1()23的集合体作为计量单位，它就是，，摩尔，1mol任何粒子的粒子

数叫做阿伏加德罗常数。这是为了纪念伟大的科学家阿伏加德罗。这个常数的符号是NA,Na的近似值是6.02x1()23m°iL

［板书］单位——摩尔符号：mol

师：1mol小麦约含有6.02x1()23个麦粒。这句话是否正确，为什么?

生：不正确。因为物质的量及其单位摩尔的使用范围是微观粒子。因此在使用中应指明粒子的名称。6.02x1()23是

非常巨大的一个数值，所以宏观物体不使用物质的量和摩尔。

师：很好。例如，地球上的人口总和是1。9数量级，如果要用物质的量来描述，将是10」4数量级那样多摩尔，使

用起来反而不方便。

［板书］使用范围：微观粒子

［多媒体展示］

课堂练习

判断下列说法是否正确，并说明理由。

(1)1mol氧。

(2)0.25molCO2»

(3)摩尔是7个基本物理量之一。

(4)1mol是6.02x1023个粒子的集合体。

(5)0.5mol比含有3.01x1()23个氢原子。

(6)3molNH3中含有3molN原子，9molH原子。

生：(1)错误。没有指明粒子的种类。改成1molO,1molCh都是正确的。因此使用摩尔作单位时，所指粒子必

须十分明确，且粒子的种类用化学式表示。(2)正确。(3)错误。物质的量是基本物理量之一，摩尔只是它的单位，

不能把二者混为一谈。(4)错误。6.02x1()23是阿伏加德罗常数的近似值，二者不能简单等同。(5)错误。0.5molH2

含有06x2=1molH原子，所含氢原子数为6.02x1()23mopxlmol=6.02xl02\(6)正确。3moiNH3中含有3moixl

=3molN原子，3moix3=9molH原子。

［多媒体展示］

填空：

(1)1molO中约含有个O；

(2)3molH2SO4中约含有个H2so4，可电离出______________molH+；

(3)4molO2含有molO原子，mol质子；

(4)10molNa+中约含有个Na+。

生：(1)6.02x1()23(2)3x6.02x10236(3)88x8=64(因为1molO原子中含有8moi质子)(4)10x6.02x1()23

师：通过上述练习，同学们可以自己总结出物质的量、粒子个数和阿伏加德罗常数三者之间的关系。

生：物质的量(n)、粒子个数(N)和阿伏加德罗常数(N,)三者之间的关系：

用符号表示：X多N。

N

［板书］物质的量(n)、粒子个数(N)和阿伏加德罗常数(NA)三者之间的关系用符号表示：n=—

N.

师：学到现在同学们一定有个问题：阿伏加德罗常数这个数值非常巨大，科学家们是怎样得到的呢？课后探讨。

布置作业

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。

3.1molH2s04中含有个H2sCM分子，个硫酸根离子。

4.1molHC1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，1molH20中呢？

板书设计

第二节化学计量在实验中的应用

一、物质的量的单位——摩尔

物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。它的符号是n。

单位----摩尔符号：mol

使用范围：微观粒子

物质的量（n）、粒子个数（N）和阿伏加德罗常数（N：,）三者之间的关系：

N

用符号表示；n=—

活动与探究

阿伏加德罗常数的测定与原理

阿伏加德罗常数的符号是Na,单位是每摩（mod）,数值是Na=（6.0221376+0.0000036）xlO23mol-1

阿伏加德罗常数由实验测定。它的测定精确度随着实验技术的发展而不断提高。测定方法有电化学当量法、布朗

运动法、油滴法、X射线衍射法、黑体辐射法、光散射法等。这些方法的理论依据不同，但测定结果几乎一样，可见

阿伏加德罗常数是客观存在的重要常数。例如：用含Ag+的溶液电解析出1mol的银，需要通过96485.3C（库仑）的

电荷量。已知每个电子的电荷量是1.60217733xl0」9c,则

96485

Na-1.60217733xlO-19C=6.022136xl023moF'

下面着重介绍单分子膜法测定阿伏加德罗常数的操作方法。

实验目的

1.进一步了解阿伏加德罗常数的意义。

2.学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。

实验用品

胶头滴管、量筒（10mL）、圆形水槽（直径30cm）、直尺。

硬脂酸的苯溶液。

实验原理

硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜面积s,每个硬脂酸的

截面积A,求出每个硬脂酸分子质量m,再由硬脂酸分子的摩尔质量M,即可求得阿伏加德罗常数N；,。

实验步骤

1.测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的体积。

取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入1mL,然后记下它的滴数，并计算出1滴硬

脂酸苯溶液的体积Vi。

2.测定水槽中水的表面积

用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取其平均值。

3.硬脂酸单分子膜的形成

用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸取硬脂酸的苯溶液，在距水面约5cm处，垂直往水面上滴一滴，待苯

全部挥发，硬脂酸全部扩散至看不到油珠时，再滴第二滴。如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再扩散，

而呈透镜状时为止。记下所滴硬脂酸溶液的滴数d。

4.把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，注入半槽水，重复以上操作两次。重复操作时，先将滴管内剩余的溶液

挤净，吸取新鲜溶液，以免由于滴管口的苯挥发引起溶液浓度变化而带来实验误差。取三次结果的平均值。

5.计算

（1）如称取硬脂酸的质量为m,配成硬脂酸的苯溶液的体积为V,那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的质量为

m/V。

（2）测得每滴硬脂酸的苯溶液的体积为V1，形成单分子膜滴入硬脂酸溶液的滴数为（d-1）（详见注释），那么形成单

分子膜需用硬脂酸的质量为：

tn

Vi(d-l)--=

V

（3）根据水槽直径，计算出水槽中水的表面积S。已知每个硬脂酸分子的截面积人=（2.2x10-15）cm2,在水面形成

的硬脂酸的分子个数为S/A。

（4）根据（2）和（3）的结果，可计算出每个硬脂酸分子的质量为：