高中化学 12《化学计量在实验中的应用》教案 新人教版必修1.docx
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高中化学12《化学计量在实验中的应用》教案新人教版必修1
第二节化学计量在实验中的应用
（第一课时）
教学目标：
1、使学生认识摩尔是物质的量的基本单位，了解物质的量与微观粒子之间的关系；了解摩尔质量的概念。
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、使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。
能用于进行简单的化学计算。
4、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。
情感目标：
通过对概念的透彻理解，培养学生严谨、认真的学习态度，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。
教学重点：
物质的量及其单位。
教学过程：
[引言]古时有一个勇敢的小伙子想娶国王美丽的公主，国王出题刁难，其中一个问题是：
10kg小米是多少粒？
同学们你们能不能帮帮他？
[思考、讨论、回答]
[追问]这些方法中，那种方法最科学？
[追问]谁能介绍几种生活中相似的例子?
[讨论回答]箱、打、令、包、条…
设计意图：
引发学习兴趣，引出把微小物质扩大倍数形成一定数目的集体以便于方便生活、方便科学研究、方便相互交流。
[引入]复习C+O2=CO2指出化学方程式的意义。
在实验中，我们可以取12gC和32gO2反应，而无法只取1个C原子和1个氧分子反应，那么12gC中含多少个C呢？
要解决这个问题，我们来学习“第2节化学计量在实验中的作用”。
[板书]第一节化学计量在实验中的作用
[讲述]可称量物质与分子、原子和离子这些微观的看不见的粒子之间有什么联系？
能否用一定数目的离子集体为单位来计量它们之间的关系。
答案是肯定的。
国际科学界建议采用“物质的量”将它们联系的。
[板书]一物质的量的单位—摩尔
[讲解]物质的量也是与质量、长度一样的物理量是国际单位制中的7个基本物理量。
单位为摩尔，符号为mol。
[投影]国际单位制（SI）的7个基本单位
物理量的符号
单位名称及符号
长度
l（L）
米（m）
时间
t
秒（s）
质量
m
千克（kg）
温度
T
开尔文（K）
发光强度
I（Iv）
坎德拉（cd）
电流
I
安培（A）
物质的量
n
摩尔（mol）
强调：
1、物质的量表示物质所含微粒的多少，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、物质的量是以微观粒子为计量的对象，而这里的“粒子”是指构成物质的“基本单元”、这个基本单元可以是分子、原子、离子、中子、质子等单一粒子，也可以是这些粒子的特定组合。
3、物质的量用符号“n”表示。
[例举]氧气的物质的量为1mol；水的物质的量为2mol。
（铁的质量为10g）
[反问]下列说法是否正确？
氢的物质的量是3mol、小米的物质的量是1mol
[讨论]学生讨论交流解决。
[投影]练习：
计算填空
H2O
Al
一个分子或原子的质量
2．990×10－23g
4．485×10－23g
相对分子质量或原子质量
18
27
18g水含多少分子
27gAl含多少原子
[回答]结果：
都是6．02×1023个。
[展示]实物展示：
图1-11
[学生归纳、回答]大量实验证明，任何粒子或物质的质量以克为单位，在数值上与该粒子的相对原子质量相等时，所含的微粒数目都是6．02×1023个。
[板书]1、含有6．02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
摩尔简称摩，符号mol。
6．02×1023/mol叫阿伏加德罗常数，符号：
ＮＡ。
[投影]图1—12：
[阅读]P12第3、4自然段
[讲解]叙述时注意明确对象：
微观粒子
[板书]2、摩尔质量：
单位物质的量的物质的质量（M）
单位：
克／摩符号：
g／mol
数值：
等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。
[举例]Mg的摩尔质量：
24g／mol，KCl摩尔质量：
74．5g／mol,CO32－摩尔质量：
60g／mol。
强调单位。
[投影]图1—13：
[学生探究]物质的量（n）、阿伏加德罗常数（ＮＡ）、物质的微粒数（N）、摩尔质量（M）之间的关系.
[板书]3、计算公式：
n=N/ＮＡn=m/M
[练习]学与问
[辨析]
1molO的质量是32g/mol
OH_的摩尔质量是17g
1molH2O的质量是18g/mol
CO2的摩尔质量是44g/mol
[思考]通过以上学习的我们知道1mol微粒的质量，那么1mol微粒体积怎样求？
[阅读]科学视野：
[讲述]由于在1mol任何物质中的粒于数目都是相同的，都约是6.021023。
因此，在粒子数目相同的情况下，物质体积的大小就主要取决于构成物质的粒子的大小和粒子之间的距离。
当粒子之间的距离很小时，物质的体积就主要决定于构成物质的粒子的大小；而当粒子之间的距离比较大时，物质的体积就主要决定于粒子之间的距离。
在1mol不同的固态物质或液态物质中，虽然含有相同的粒子数，但粒子的大小是不相同的。
同时，在固态物质或液态物质中粒子之间的距离又是非常小的，这就使得固态物质或液态物质的体积主要决定于粒子的大小了。
所以，l mol不同的固态物质或液态物质的体积是不相同的。
[投影]固体、液体、气体分子距离示意图：
[学生讨论]对于气体，粒子间距较大，决定物质体积大小的主要因素是粒子间的距离。
（补充板书）而不同气体在一定温度和压强下，分子间的距离可以看作是相等的，所
以1mol任何气体的体积基本相同。
这里我们就引入了气体摩尔体积。
结论：
相同条件下，1mol气体的体积主要决定于分子间的距离。
[引导]请同学们回忆摩尔质量的概念，给气体摩尔体积下个定义。
[板书]4、气体的摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。
（提问：
为什么液体、固体没有摩尔体积）
n=V/Vm
（标准状况下：
Vm=22．４L/mol）
[小结]略
[作业]一、填空：
1、1molH2O含个H2O；molHmol质子。
2、0.5molH2SO4中含个H，molO，mol电子。
3、0.2molH3PO4有相同H原子数的HNO3为mol，有相同氧原子数的H2SO4有个，有相同的分子数的HCl有mol，有相同原子总数的NH3mol。
4、0.2molNaOH含Na+mol，含OH－mol，与molBa（OH）2所含OH－相同。
附：
板书设计：
第一节化学计量在实验中的作用
一物质的量的单位—摩尔
1、含有6．02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
摩尔简称摩，符号mol。
6．02×1023/mol叫阿伏加德罗常数，符号：
ＮＡ。
2、摩尔质量：
单位物质的量的物质的质量（M）
单位：
克／摩符号：
g／mol
数值：
等于物质的原子量、分子量、原子团的式量。
3、计算公式：
n=N/ＮＡn=m/M
4、气体的摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积，符号Vm。
（提问：
为什么液体、固体没有摩尔体积）
n=V/Vm
（标准状况下：
Vm=22．４L/mol）
第二节化学计量在实验中的应用
（第二课时）
教学目标：
1、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。
2、从概念的应用中，培养学生实验能力和思维能力。
培养学生发现问题和解决问题的能力。
情感目标：
1、通过概念的学习和溶液的配制，培养学生理论联系实际的学习自然科学的思想。
2、培养学生学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习态度。
教学重点：
一定物质的量浓度的溶液的配制方法。
实验准备：
天平（含滤纸）、药匙、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管各15套。
教学过程：
[复习]物质的质量、物质的量、摩尔质量之间的相互转化关系
N/NA=n=m/M
[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。
[板书]二、物质的量在化学实验中的作用
[自主探究]如何设置一个物理量，使物质的量和体积联系起来。
注意以下几点：
1、可以表示体积，我们最取一定体积时通过这个物理量就可以知道很快地知道它的物质的量。
2、我们要取若干物质的量的溶质时，通过这个物理量就可以知道要量取多少体积的溶液。
[总结]通常我们把这个物理量称为物质的量浓度。
即
[阅读]P14相关内容
[板书]]1、物质的量浓度：
单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，又叫B的物质的量浓度，符号CB，公式：
CB=nB/V，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、溶质是用物质的量表示，而不是用摩尔质量表示。
[讲解]
例题：
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。
2、从1L1mol／LNaCl溶液中，分别取出100mL、10mL和1mL溶液，它们的物的
量浓度是否相等？
所含溶质各是多少克？
[讲述]简介主要容量瓶：
配制一定物质的量浓度的溶液，主要使用天平和一种容积精确的仪器——容量瓶。
容量瓶有各种不同规格，常用的有100 mL、250mL、500 mL、和1000 mL等几种。
[学生阅读]实验1－5
[讨论]⑴容量瓶上边标有温度。
体积的刻度线只有一条。
这说明了什么？
（2）能否用容量瓶来溶解固体物质？
（3）溶质溶解后是否可马上放到容量瓶中呢?
（4）为保证溶质尽可能全部转移到容量瓶中，应如何处理？
（5）容量瓶摇匀的操作具有特殊性,那么应如何操作呢?
[启发学生]讲解以上问题。
[教师演示]容量瓶的使用：
在将烧杯中的液体沿玻璃棒小心地注入容量瓶时，不要让溶液洒在容量瓶外，也不要让溶液在刻度线上面沿瓶壁流下。
配制一定物质的量得溶液过程：
[学生实验]四人一组，老师巡视指导，并提醒注意事项。
[交流]实验成果及有关问题。
[板书]2、物质的量溶液配制步骤
1、计算2、称量3、溶解（稀释）4、移液5、洗涤6、定容7、摇匀。
仪器：
天平（含滤纸）、药匙、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
[思考]学与问，主动回答。
[阅读]P16第二自然段。
[思考交流]浓硫酸如何稀释配制稀溶液？
[练习题]1、若用98%的浓H2SO4（ρ＝1.84g·cm－3）配制1000mL物质的量浓度为0.1mol·L－1的溶液，需怎样配制?
[注意]①计算浓H2SO4的体积V
②浓H2SO4的正确稀释方法
③向容量瓶中转移溶液时，要待溶液冷却后再进行
2、实验室里需用480mL0.1mol/L的硫酸铜溶液，现选取500mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是
A、称取7.68g硫酸铜，加入500mL水
B、称取12.0g胆矾配成500mL溶液
C、称取8.0克硫酸铜，加入500mL水
D、称取12.5克胆矾配成500mL溶液
答案：
D
[讲述并板书]3、溶液稀释规律：
C（浓）V（浓）=C（稀）V（稀）
[小结]整节总结
[作业]P161、2、3、
附：
板书设计：
二、物质的量在化学实验中的作用
1、物质的量浓度：
单位体积溶液中所含溶质B的物质的量，又叫B的物质的量浓度，符号CB，公式：
CB=nB/V，单位通常是用mol／L表示。
2、物质的量溶液配制步骤
（1）计算
（2）称量（3）溶解（稀释）（4）移液（5）洗涤（6）定容（7）摇匀。
仪器：
天平（含滤纸）、药匙、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
3、溶液稀释规律：
C（浓）V（浓）=C（稀）V（稀）
第二节化学计量在实验中的应用
（第三课时）
知识技能：
熟练掌握物质的量、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度之间的换算关系；深刻理解化学方程式的意义；学会运用物质的量、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度进行化学方程式的计算。
能力培养：
1通过各化学量的相互转化，提高学生运用公式计算的能力。
2通过化学方程式系数的意义的引导，提高学生分析推理能力。
3通过析题，培养学生分析、解决问题的综合能力及逆向思维能力。
4通过一题多解，培养思维的灵活性及多角度思考问题的能力。
思想情感：
1通过比较化学量的差异和联系，进行辨证唯物主义教育。
2通过计算题格式及思维过程的规范训练，培养严谨认真的科学态度。
3通过课堂反馈习题，进行理论联系实际的辨证唯物主义教育。
科学方法：
探索化学计算的依据并结合化学概念和理论将其应用于解决实际问题的探索—实践法。
重点难点：
1化学方程式系数的意义。
2化学方程式计算中单位的使用。
3综合计算题中思维过程及能力的建立。
教学过程设计（第一课时）
教师活动
学生活动
设计意图
[提问引入]：
7.3克HCI气体中含有多少个HCI分子？
标况下占有的体积是多少？
溶于水制成2L溶液，其摩尔浓度是多少？
[提问]：
以上计算中涉及哪些化学量？
哪个化学量是计算的关键？
它们之间进行怎样的换算？
投影1
[小结]：
由此可见，各个化学量之间有区别也有一定的联系，而物质的量是连接宏观（质量）和微观（微粒数）的桥梁，也是不同的量（质量、气体体积、摩尔浓度）变换的桥梁，所以说物质的量是化学计算的中心问题。
[过渡]：
物质的量能否在化学方程式的计算中发挥其优势呢？
[板书]：
第三节物质的量应用于化学方程式的计算。
一、化学方程式的意义
[提问]：
写出氢气和氧气混合点燃生成水蒸气的化学方程式。
说明化学方程式的系数在微观上的意义。
[引导]：
（1）将每种微观粒子扩大6.02×1023倍，你能有何发现？
（2）根据阿佛加得罗定律，同温同压下，物质的量与哪个化学量有关，由此不能推导出什么结论？
投影2
[小结]：
由此可见，化学方程式系数的意义，在以前我们研究的基础上，又增加了新的内容，即：
化学方程式的系数之比=参加反应的各物质的变化的物质的量之比=同温同压下参加反应的各气态物质的变化的体积之比。
运用各化学量间的换算关系进行计算，得出结果：
含HCI分子1.204×1023在标况下的体积4.48L；溶液的浓度为0.1mol·L—1。
思考回答问题并完成投影1的内容。
完成方程式：
2H2+O2
2H2O
指明系数微观意义：
2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子。
思考、回答问题。
化学方程式的系数与参加反应的各物质的变化的物质的量有关。
化学方程式的系数之比与同温同压下参加反应的气体的变化的体积有关。
明确物质的量是化学计算的中心；熟练掌握各化学量之间的换算关系，为其应用于化学方程式的计算打下基础。
进行物质间既有差异又有联系的辨证唯物主义教育。
通过教师设问，引导学生发现化学方程式系数各种意义，激发学习兴趣并培养推理能力。
[过渡]：
物质的量与化学方程式的系数之间又建立了联系，它在化学方程式的计算中如何应用呢？
[板书]：
二、物质的量在化学计算中的应用
投影：
例1：
完全中和0.1molNaOH需要H2SO4的物质的量是多少？
所需H2SO4的质量是多少？
[引导]：
读题：
请认真阅读题目并复述题意。
审题：
找出题目已知条件和所求。
析题：
NaOH与H2SO4之间有何关系？
如何突破H2SO4物质的量？
如何根据H2SO4物质的量求出质量？
解题
[板书]
解：
设所需H2SO4的物质的量为nH2SO4。
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
21
0.1molnH2SO4
H2SO4的相对分子质量是98，其摩尔质量是98g·mol—1。
m=M·n
=0.05mol×98g·mol－1
=4.9g
答：
（略）。
[提问]：
是否还有其他计算方法呢？
（可做适当的提示：
能否先求出所需H2SO4的质量呢？
）请在笔记本上完成其规范的解题步骤。
小结：
1．怎样着手进行解题？
认真读题、审题、析题，建立已知和所求之间的关系，运用所学概念和规律进行规范解题。
2．对题设格式有何要求？
设需某某物质的量为n。
（不需设需nmol某某物质。
）
3．如何正确地在化学方程式的计算中使用单位？
单位可用质量（g），也可同时取用物质的量（mol）但是使用时不同物质的关系量，单位可以不同，但单位制要同，即：
上下单位要一致（同一物质），左右单位要对应（不同物质：
克一摩）。
读题并复述题意。
找出关键词：
完全中和。
审题：
已知：
nNaOH=0.mol。
所求：
nH2SO4及mH2SO4。
析题：
2molNaOH与1molH2SO4恰好完全中和。
根据“化学方程式中各物质的系数之一比等于其变化的物质的量之比”求出H2SO4。
根据“摩尔质量在数值或相对分子质量”可知mH2SO4=98g·mol—1又根据“质量=物质的量×摩尔质量”可求出mH2SO4。
解：
设所需H2SO4的质量为mH2SO4
2NaOH——H2SO4
2mol98g
0.1molmH2SO4
H2SO4的相对分子质量是98，其摩尔质量是98g·mol－1。
N=m/M
=4.9g/98g·mol－1
=0.05mol
答：
（略）
归纳小结
提出问题，引发兴趣。
指导学生读题、审题、析题是培养学生解题能力和完成解题的关键。
强化结论和概念的指导作用；培养运用知识解决实际问题的能力。
在读题、审题、析题的基础上，规范解题的全过程，培养其严谨求学的科学态度。
培养学生多角度思考问题的发散思维能力。
训练规范的书写计算题的格式，培养严谨认真的科学态度。
根据具体例题，小结出解决一般化学计算题的步骤和格式，培养学生由个别到一般归纳问题的能力，为解决综合计算题建立基础。
投影：
例2
（1）0.2gH2在足量的O2中完全燃烧，求生成的H2O的物质的量是多少？
（2）现有标况下2.24LH2与2.24LO2的混合气体，点燃使之充分反应，求出生成的水的质量为多少？
读题：
请认真阅读题目并复述题意。
审题：
找出题目已知条件和所求，并将已知条件中的化学量转为物质的量。
析题：
0.1molH2可与多少摩O2恰好完全反应？
0.1molO2可与多少摩H2恰好完全反应？
0.1molH2与0.1molO2是否能够恰好完全反应？
生成水的量由谁来决定？
[归纳]
根据析题进行解题：
首先通过计算判断出题目所给出的哪个量是过量；再以不过量的已知条件为标准进行计算。
请计算出本小题的结果。
（3）现有标况下3.36LH2与1.12LO2的混合气体，点燃使之充分发反应，求生成的水的质量为多少？
提问：
请按照问题
（2）来分析问题（3）。
（4）现有标况下4.48LH2与O2的混合气体，点燃使之充分反应，生成的水的质量为1.8g，求混合气中H2与O2的体积各多少？
[引导]：
请按照解综合计算题的步骤进行读题、审题。
析题：
在问题
（2）的（3）的基础上，思考生成0.1molH2O至少需要多少molH2，多少molO2？
依据问题
（2）和（3）题，讨论题目给出的H2与O2的总量大于所需要的量，原因何在？
本题答案是否唯一？
请按照析题过程进行解题得出答案。
学生按照计算题格式完成。
得出答案：
0.1mol。
读题并复述题意。
审题：
已知：
nH2=0.1mol,nO2=0.1mol。
所求：
生成的物质的量。
思考并回答问题。
0.1molH2可与0.05molO2恰好完全反应；
0.1molO2可与0.2摩H2恰好完全反应；
0.1molH2与0.1molO2不能够恰好完全反应，显然O2是过量的，生成水的量由H2来决定。
计算并得出结果：
生成水的质量为1.8g。
重现过量计算的思维过程进行计算，得出结果：
生成水的质量为1.8g。
读题：
找出重要词“充分反应”“体积”。
审题：
找出已知条件。
VH2+VO2=4.48L；mH2O=1.8g中心问题：
生成的H2O的量有谁来决定？
生成0.1molH2O至少需要H20.1mol、O20.05mol。
题目给出的H2、O2的总量大于0.15mol，其原因：
H2过量或O2过量。
本题的答案并不唯一：
当H2过量时，水的量由O2决定，根据H2O的量计算出O2的量，由混合气体总量可求出H2的量；同理可求得另一组解。
解题亲得出答案：
VH2=2.24L、VO2=2.24L
VH2=3.36L、VO2=1.12L。
检查学生计算题格式的落实情况。
熟练运用化学量之间的转化关系。
再现解决综合计算的思维步骤。
在析题和解题过程中培养学生过量计算的思维过程。
根据
（2）（3）题的结果，结合教师的在析题过程中的设问，逐步引导学生建立起逆向思维。
[小结]：
请回忆一下本节课的研究内容。
根据我们自己推导出的化学方程式新的意义，初步研究了物质的量在化学方程式计算中的应用，注意解题格式和单位的正确使用；要掌握综合计算题的解题步骤—读题、审题、析题和解题；通过例2中的（4）题初步建立逆向思维过程。
回忆本节课的内容，进行归纳小结。
明确学习内容和目的。
[随堂检测]：
投影：
实验室欲制备一定量的氯气，现有2.61gMnO2和12mol·L－1的浓盐酸50mL，可制得标况下的氯气多少升？
（MMnO2=87g·mol－1）
若有足量的MnO2和12mol·L－1的浓盐酸10mL，可否制得标况下的Cl20.672L？
若要制得标况下的Cl20.672L，理论上需要MnO2的物质的量和12mol·L－1的浓盐酸的体积各是多少？
实际哪个量必须是过量的？
加强学生理论联系实际的辨证唯物主义思想。
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