《化學計量在實驗中的應用》教學教案設計
《化學計量在實驗中的應用》教學教案設計
教學目標
知識與技能
①瞭解物質的量及其單位，瞭解物質的量與微觀粒子數之間的關係；
②透過對1 mol物質質量的討論，理解摩爾質量的概念以及摩爾質量和相對原子質量、相對分子質量之間的關係；
③透過對摩爾質量概念的理解，讓學生了解物質的量、摩爾質量和物質的質量之間的關係；
④透過對1 mol物質體積的討論，理解氣體摩爾體積的概念；
⑤透過對氣體摩爾體積概念的理解，讓學生了解物質的量、氣體摩爾體積和氣體的體積之間的關係；
⑥理解物質的量濃度的概念，掌握與物質的量濃度有關的計算、分析方法；
⑦透過活動探究，使學生掌握一定物質的量濃度溶液配製的基本要領和技巧；
⑧透過交流討論，讓學生從物質的量的角度認識化學反應。
過程與方法
①透過對物質的量概念的理解，嘗試從定量的角度去認識物質，體會定量研究方法對研究和學習化學的重要作用；
②透過配製一定物質的量濃度的溶液，體驗以實驗為基礎的例項研究方法，能獨立地與同學合作完成實驗，記錄實驗現象和資料，並對實驗結果進行研究討論。
情感態度與價值觀
①透過親自實驗配製溶液，體驗化學實驗的嚴謹性，培養端正耐心的學習態度和實事求是的科學精神；
②透過對實驗結果的分析討論，培養學生尊重科學、求真務實的科學態度；
③在探究中學會與同學之間的交流合作，體驗科學的艱辛和樂趣。
教學重點與難點
教學重點：
①物質的量及其單位、阿伏加德羅常數； ②摩爾質量概念和有關摩爾質量的計算；③物質的量濃度的概念及有關計算； ④一定物質的量濃度的溶液的配製方法。
教學難點：
①物質的量概念的教學； ②摩爾質量、氣體摩爾體積概念的建立； ③物質的量濃度的概念及有關計算。
教學方式
本節課屬於概念教學課，根據概念教學的一般原則，主要運用講授方式、形象化的啟發式教學法、類比邏輯方法，幫助學生理解概念，掌握概念，並靈活應用概念。對於概念課的教授，因為抽象、理解難度大，學生相對會缺乏學習興趣，所以應該激發學生的學習積極性，在概念引入時強調它在化學中的必要性，激發學生學習的緊迫感。另外，在教學中一定要注意教學過程的邏輯性，用思維的邏輯性吸引學生的注意力。
學生在初中學習了原子、分子、電子等微觀粒子，學習了化學方程式的意義和常用的物理量及其對應的單位，這是學習本節課的知識基礎，但是本節課的概念多，理解難度大，而且學生還沒有適應高中的化學學習，所以教師應注意從學生認識基礎出發，加強直觀性教學，採用設問、類比啟發、重點講解並輔以討論的方法，引導學生去聯想，運用遷移規律，使學生在輕鬆的環境中掌握新知識。在實驗課中，要注重讓學生自己去嘗試並探討，在過程中感受和學習。
第一課時：物質的量的單位——摩爾
引入
教師：買大米時我們一般論斤買而論“粒”就不方便，一斤就是許多“粒”的集體；買紙可以論張買，但是買多了論“令”就比較方便，“令”就是500張的集體，買礦泉水我們可以論瓶買，但買多的也可以論箱買，一箱就是24瓶的集體等等。那麼化學中的粒子論個可能數不清，我們能否引入一個新的物理量解決這個問題呢？
我們在初中已經知道分子、原子、離子等我們肉眼看不見的微觀粒子，它們可以構成我們看得見的、客觀存在的，具有一定質量的宏觀物質。這說明，在我們肉眼看不見的微觀粒子與看得見的宏觀物質之間必定存在某種聯絡。例如我們已經知道反應：
2H2 + O2 2H2O
微觀角度：2個氫分子 1個氧分子 2個水分子
宏觀角度： 4 g 32 g 36 g
從上述方程式我們可以看到什麼呢?
學生：看到反應物、生成物的數目和質量關係。
教師：從方程式我們可以知道，微觀上2個氫分子和1個氧分子可以反應生成2個水分子。而分子和原子是極微小的粒子，一滴水中就大約含有1．7萬億億個水分子，如果一個個去數，即使分秒不停，一個人窮其一生也無法完成這個工作。在日常化工生產中我們更不可能數出一定個數的氫分子和一定個數的氧分子進行反應，而根據初中我們學習的知識也知道，從宏觀上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又方便地知道一定量氫氣中含有多少個氫分子呢?所以，這裡需要一個“橋樑”，需要一個物理量把宏觀質量和微觀粒子數聯絡起來，這個物理量就是“物質的量”。
(採用例項引入的方法來創設情境，使學生明白“物質的量”這一個物理量在化學中存石的必要性，激發他們學習的積極性。)
教師：第14屆國際計量大會透過以“物質的量”作為化學計量的基本單位量，至此，物質的量和長度、質量、時間等成為國際單位制中的7個基本單位。
物質的量及摩爾
(投影)
物理量 單位名稱 單位符號
長度 米 m
質量 千克(公斤) kg
時間 秒 S
電流 安[培] A
熱力學溫度 開[爾文] K
物質的量 摩[爾] mol
發光強度 坎[德拉] cd
我們用長度來表示物質的長短，用溫度來表示物體的冷熱程度，物質的量是用來表示物質所含粒子數的集合，用符號n表示。物質的量的單位為摩爾，符號為mol。
教師：在我們的計量上，多長為1米呢?“米”這個單位是如何得來的呢?
(對於這個問題，學生一開始常常會毫不思索地回答：10分米為一米。但很快他們又會意識到1分米又是多少呢?10釐米?那1釐米又是多少呢?……然後大家發現這是一個無盡的迴圈，這個問題旨在讓學生明白在國際單位中，1米的長短，1 mol的多少都是人為規定的，這裡常是學生很難理解的地方。)
教師：國際計量組織規定光在真空中於1/299 792 458秒時間間隔內所經路徑的長度為1 m。同樣，也規定了含有6.02×1023個粒子的物質為1 mol。1 mol就像我們平時所說的一打、一箱一樣，表示的是數量的集體。一個箱子能裝多少瓶飲料，這取決於我們做多大的箱子，也就是說我們可以定義這個集合單位。“摩爾”這個單位能包含多少個粒子?這也是由我們定義的。
(投影) 集體一個體×規定的較大數目
1打＝ 1個×12； 1令 ＝ 1張×500； 1 mol ＝ 1個×6．02×1023
(高一學生思維能力的發展正是從形象思維到抽象思維的過渡時期，形象思維多於抽象思維，對抽象概念的學習，一般離不開感性材料的支援。因此，以學生熟悉的、身邊的真實現象來遷移類比，使學生從感知概念到形成概念，使學生容易理解，激發了學習的興趣。)
教師：我們把含有6.02×1023個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾。摩爾簡稱摩，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。阿伏加德羅是義大利物理學家，因他對6.02×1023這個資料的測得有很大的貢獻，故用其名來命名，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。
請根據上述說明回答下列問題：
(1)1 mo1 O2的分子數約為___________，2.5 mol SO2的分子數為___________；
(2)3.01×1023個CO2的物質的量是______mol，其中碳原子的物質的量是________；
(3)1.204× 1023個H2O的物質的量是_____mo1，其中氫原子的物質的量是________。
(4)N個C的物質的量是___________mol。
根據以上四個小題，能否得出物質的量(n)，阿伏加德羅常數(NA)與粒子數(N)的關係?
學生：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數之比為1∶2∶3，則這三種氣體的物質的量之比為 ( )
A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶2∶1 D、6∶3∶2
學生：討論得出A答案。並且總結出：粒子的數目之比等於物質的量之比。
(學生普遍覺得非常困難，弄不清原子數與分子數之間的關係，要回答好這個問題，必須
過兩道關：(1)知道相同物質的量的CO、CO2、O3三種氣體，氧原子數之比為1∶2∶3；根據n＝N／NA推斷，粒子的數目之比等於物質的量之比。)
教師：最後，讓我們一起來感受一下：
(1)如果把6.02×1023個直徑為2.5 cm的硬幣排成一行，可以來回於地球與太陽之間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14萬年。
(學生非常驚奇，更加意識到使用物質的量這個粒子集體的重要性，也不會再用物質的
量去描述宏觀物質。)
物質的量的.使用注意事項
教師：下列說法是否正確：
1 mol人 1 mol細菌 1 mol氧氣分子 1 mol質子
學生：討論並回答，1 mol人肯定是錯的，1 mol細菌、1 mol質子、1 mol氧氣分子是對的。
(“1 mol人”，學生都會很快反應是錯誤的，但1mol細菌很多學生會認為細菌是很小的，
是微觀的，所以這種說法應該是正確的，所以藉此要澄清學生的認識誤區，不要認為只要是微觀的概念就可以用摩爾來表示，應該是微觀的物質粒子才行。)
教師：對於物質的量這一個新的物理量，在應用時應注意以下幾個問題：
(1)物質的量及其單位——摩爾只適用於微觀粒子如原子、分子、離子、質子、電子、中子等。不是用於宏觀物質如：l mol人、1 mol大豆都是錯誤的。
(2)使用物質的量單位——摩爾時必須指明物質粒子的名稱，不能籠統地稱謂。1mol氧、1 mol氫就是錯誤的。只能說：l mol氧分子或1 mol氧原子。
(3)只要物質的量相同的任何物質，所含微粒數相同，反之也成立。
作業設計
1．“物質的量”是指 ( )
A、物質的質量 B、物質的微觀粒子數 C．物質的質量與微觀粒子數
D．能把物質的質量同微觀粒子數聯絡起來的一個基本物理量
2．下列說法中正確的是 ( )
A．1 mol氧 B．1 mol H2SO4 C．1 mol米 D．1 mol麵粉
3．在．1 mol H2O中 ( )
A．含1 mol H B．含6.02×1023個氫原子
C．含6.02×1023個水分子 D．含3.01×1023個氧原子
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．物質的量相同的甲烷和氨氣具有不同的 ( )
A．電子數目 B．質子數目 C．分子數目 D．原子數目
10．相同物質的量的SO2和SO3，所含分子的數目之比為_______，所含O的物質的量
之比為_______ 。
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