化学1必修12《化学计量在实验中的应用》教案.docx
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化学1必修12《化学计量在实验中的应用》教案
第二节化学计量在实验中的应用
一、物质的量的单位——摩尔
教学目标
一、知识目标
1.使学生了解物质的量及其单位——摩尔,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,理解阿伏伽德罗常数的含义。
3.使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。
二、能力目标
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。
三、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,使学生掌握科学的学习方法。
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。
教学时数
1课时。
教学过程
复习引入我们在初中学习时知道,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,联系它们的桥梁是什么呢?
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。
新课引入复习C+O2→CO2指出化学方程式的意义。
在实验中,我们可以取12g碳和32g氧气反应,而无法只取1个C原子和1个氧分子反应,那么12g碳中含多少个碳原子呢?
怎样才能既科学又方便地知道一定量的物质中含有多少分子呢?
这就是本节课我们所要解决的问题。
问题探究怎样测量课本中一张纸的厚度?
又怎样知道一个水分子的质量呢?
归纳整理显然,可用确定一个集体的办法,确定一个水分子的集体,这一定数目水分子(粒子)的集体,就把水(可称量物)与水分子(粒子)联系起来了。
讲述
1986年7月1日正式实施计量法,国际单位制共7个单位。
书P11
微观粒子可称量的物质(微粒集体)
板书一、物质的量
1.含义:
是衡量微观世界微粒数目多少的物理量。
实际上表示含有一定数目粒子的集体。
2.单位:
摩尔mol。
PPT展示并讲解
基本物理量
长度
质量
时间
电流强度
物质的量
热力学温度
发光强度
单位
米
千克
秒
安培
摩尔
开尔文
坎德拉
符号
m
kg
s
A
mol
K
cd
讲述这是国际单位制中的7个基本物理量,表中分别列出了它们的单位名称和单位符号。
从中可以看出,物质的量是国际单位制中的7个基本物理量之一。
(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。
(4)使用摩尔时要标明微粒名称,用化学式指明。
如:
2mol氢(错),应指明氢分子或离子,如:
2molH2、2molH
表示方法:
n(H2)=2mol、n(H)=2mol
设问正如1kg有多重,1mol物质中有多少个微粒呢?
3.物质的量的基准。
学习探究阅读,请大家从教材11页的中间一段中找出答案。
投影阅读提纲:
阅读完后,谈谈你对下列名词或数据的认识,说说它们之间的关系是什么?
“物质的量”、“摩尔”、“6.02×1023”
归纳整理“物质的量”是用来表示微观微粒集体的物理量;“摩尔”是“物质的量”的单位;“6.02×1023”是阿伏伽德罗常数的值。
含有6.02×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。
投影练习
(1)0.012kg12C所含的碳原子数为多少?
(2)多少kg12C所含的碳原子数与1mol粒子中的粒子数目相同?
(3)0.012kg12C所含的碳原子数为 常数的值,该常数的符号为 ,其近似值为 mol-1。
投影学习探究
1.现有:
物质的量、质量、摩尔、安培、kg、时间、mol、发光强度、长度、坎、m、米、电流、cd等,请按各自的属类对它们进行分类,并指出各自的属类?
归纳整理物质的量、质量、时间、发光强度、长度为物理量
电流、摩尔、安培、坎、米为相应物理量的单位。
kg、mol、m、cd为相应单位的表示符号。
实践探究
2.下列表示不正确的是_________,指出错在何处?
①1molO2;②1molH2SO4;③
molFe3+;④1mole-;⑤0.3molSO42-;⑥0.5NA个中子;
⑦0.3mol氢;⑧1摩尔H2O;⑨1mol盐酸;⑩1mol铅
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。
板书二、阿伏伽德罗常数
规定:
0.012kg12C所含的碳原子数就是阿伏伽德罗常数(NA)
每摩尔物质含有阿伏伽德罗常数个微粒。
符号:
NA
(1)准确值:
阿伏伽德罗常数=0.012Kg12C所含的粒子数。
(2)近似值:
NA=6.02×1023mol-1。
通常使用6.02×1023mol-1这个近似值。
投影做以下几个练习
(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?
设问阿伏伽德罗常数是一个多大的数?
举例:
6.02×1023粒稻谷的质量是多少吨?
(已知每千克稻谷约10000粒)。
学生计算并讨论
=1.505×1019千克=1.505×1016吨
平均分给10亿人:
=15.05百万吨
每人每年如果吃300kg,要吃500万年。
讨论通过上述练习能否总结出物质的量(n)、粒子数目(N)、阿伏伽加德罗常数(NA)三者之间的关系?
板书4.物质的量与粒子数目之间的换算:
设问为什么要用0.012kg12C所具有的原子数为阿伏伽德罗常数?
现在我们知道,1molC的质量为12g,那么1mol其他粒子的质量是多少呢?
PPT展示1molH2O、铝、蔗糖、干冰、锌、硫、镁、铜等粒子的质量
学习探究指导学生阅读教材11页下半部分,结合PPT展示的1mol物质的质量,思考:
1mol物质的质量在数值上有什么特点?
什么是摩尔质量?
其单位是什么?
板书三、摩尔质量
讲解从以上PPT数据上看,1mol物质的质量在数值上与其化学式量相等。
∵相对原子质量=
∴
则:
得
又∵1molC的质量=12g
∴1molO的质量=16g,可得1molO2的质量=32g
板书1.定义:
1mol物质的质量——摩尔质量。
注:
(1)单位:
(2)符号:
M;表示方法:
如:
M(O2)=32
(3)1mol任何物质的质量,是以克为单位,数值上等于该物质的式量。
(4)区别摩尔质量与相对分子质量(含义、单位)。
归纳整理当物质的质量以克为单位,数值上等于其式量时,所含相应微粒数都是6.02×1023个。
板书物质的量(n)、物质的质量(m)、摩尔质量(M)之间的关系
实践应用写出下列物质的摩尔质量。
Fe___________,H2SO4_____________,CO32-______________,K+_________
板书四、物质的量的有关计算
(1)已知物质的质量:
。
(2)已知物质的微粒数:
。
学习研究
例1,90gH2O的物质的量是多少?
n(H2O)=
=
=5mol
例2,2.5molCu的质量是多少克?
m(Cu)=n(Cu)×M(Cu)=2.5mol×64
=160g
例3,4.9gH2SO4里含有多少个H2SO4分子?
n(H2SO4)=
N(H2SO4)=n(H2SO4)×NA=0.05mol×6.02×1023mol-1=3.01×1022
注意:
要审清题意,并不一定要计算为“个”;mol本身就是微粒数的单位。
例,8g某物质含有3.01×1023个分子,该物质的式量为多少?
∴式量=16
例5,_____molCH4分子中含有的电子数与6.02×1022个H2O分子所含H原子数相等?
n(
)=n(H)
10×n(CH4)=2×n(H2O)
10×n(CH4)=2×
n(CH4)=0.02mol
本课小结
1.学习了物质的量的概念,知道物质的量是一个物理量,用于衡量微粒的集体。
2.了解了物质的量与阿伏伽德罗常数、摩尔质量的关系。
3.学习了应用物质的量的概念进行简单计算。
板书设计一、物质的量的单位——摩尔
1.物质的量:
定义:
单位:
2.阿伏伽德罗常数:
3.摩尔质量:
定义:
单位:
表达式:
n=
巩固练习:
1.下列关于物质的量的叙述中,错误的是()
A.1mol任何物质都含有6.02×1023个分子
B.0.012Kg12C中含有6.02×1023个碳原子
C.1molH2O中含有2mol氢和1mol氧
D.1molH2O中含有3mol原子
2.下列说法正确的是()
A.H2的摩尔质量是2gB.1molH2O的质量是18g
C.氧气的摩尔质量是32g/molD.2gH2含1molH
3.比较1.0molN2和1.0molCO的下列物理量:
①质量;②分子总数;③原子总数,其中相同的是()
A.①B.①②C.①②③D.②③
4.相同质量的下列物质,所含分子数目最多的是()
A.CH4B.NH3C.H2OD.HF
二、气体摩尔体积
教学目标
1.在学生了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上,理解气体摩尔体积的概念。
2.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。
教学重点
气体摩尔体积的概念。
教学难点
气体摩尔体积的概念。
课时安排
1课时
教学过程
[复习引课]假设电解了1.8g水,则生成氧气的质量是,物质的量;这些氧气中含个氧分子。
根据电解水的化学方程式计算并填表:
质量
物质的量
H2和O2物质的量之比
体积之比
H2
O2
小结根据实验观察和推算初步得出结论:
板书相同温度和压强下,1molO2和1molH2的体积相同。
引入新课通过上一节课的学习,我们知道,1mol任何物质的粒子个数都相等,约为6.02×1023个,1mol任何物质的质量都是以克为单位,在数值上等于构成该物质的粒子的相对原子(分子)质量,我们可以用摩尔质量做桥梁计算物质的质量。
那么,1mol任何物质的体积(即摩尔体积)又该如何确定呢?
学生还需知道物质的密度!
讲解并板书质量(m)体积(V)密度(ρ)三者之间的关系,[
]
下面,我们根据已有的知识,来填写下表。
学生探究根据下表中数据,在0℃、101kPa(标准状况)下,计算出1molH2和1molO2的体积。
物质
物质的量
mol
质量
g
密度
g·L-1
体积
L
H2
1
2
0.0899
22.4
O2
1
32
1.429
22.4
CO2
1
44
1.977
22.3
归纳小结标准状况下,1mol任何气体的体积都约是22.4L
讲述对于气体来说,我们用得更多的是气体的体积,而不是质量,且外界条件相同时,物质的量相同的任何气体都含有相同的体积,这给我们测定气体提供了很大的方便,为此,我们专门引出了气体摩尔体积的概念。
这也是我们本节课所学的重点。
板书一、气体摩尔体积:
单位物质的量的气体所占的体积。
板书符号:
Vm
板书数学表达式为Vm=
板书单位:
L·mol-1
讲解并板书
在标准状况下,1mol任何气体的体积都约是22.4L。
(或气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L·mol-1)
讲解并板书
1.为了研究的方便,科学上把温度为0°C、压强为101kPa规定为标准状态。
2.气体摩尔体积仅仅是针对气体而言。
3.同温同压下,气体的体积只与气体的分子数目有关,而与气体分子的种类无关。
投影练习判断正误,指出错误原因
(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·mol-1。
(×,与温度和压强有关)
(6)只有在标况下,气体的摩尔体积才是22.4L·mol-1。
(×,不一定)
思考与交流
标准状况下,1mol任何气体的体积约是22.4L,那么常温常压下1mol气体的体积是多少?
1mol其他物质的体积是多少呢?
PPT展示1mol其他气体和其他物质的体积
学生交流讨论填表(课本P14表)比较几种物质的体积。
讨论小结
PPT投影
物质
物质的量
mol
质量
g
密度
g·cm-3
体积
cm3
Fe
1
56
7.8
7.2
Al
1
27
2.7
10
H2O
1
18
1.0
18
H2SO4
1
98
1.83
53.6
请同学们根据计算结果,并参照课本或PPT上的1mol几种物质的体积示意图,分析物质存在的状态跟体积的关系。
学生讨论
讲解并板书
结论:
1.1mol不同的固态或液态的物质,体积不同。
2.在相同状态下,1mol气体的体积基本相同。
3.同样是1mol的物质,气体和固体的体积相差很大。
指导学生参看PPT上1mol水由液态变为气态的插图和有关数据,来体会1mol同样物质,当状态不同时,其体积的差异
教师请大家参考课本内容和自己计算所得数据,分析和讨论以下问题:
投影1.物质体积的大小取决于哪些微观因素?
2.当粒子数一定时,固、液、气态物质的体积主要取决于什么因素?
3.为什么相同外界条件下,1mol固、液态物质所具有的体积不同,而1mol气态物质所具有的体积却基本相同?
4.为什么比较一定量气体的体积,要在相同的温度和压强下进行?
学生活动,回答
PPT展示并讲解决定物质体积的因素
1.物质体积的大小取决于:
物质粒子数的多少;
粒子本身的大小;
粒子之间的距离三个因素。
2.当粒子数一定时,固、液态的体积主要决定于粒子本身的大小,而气态物质的体积主要决定于粒子间的距离。
3.在固态和液态中,粒子本身的大小不同决定了其体积的不同,而不同气体在一定的温度和压强下,分子之间的距离可以看做是相同的。
所以,粒子数相同的气体有着近似相同的体积。
4.气体的体积受温度、压强的影响很大。
因此,说到气体的体积时,必须指明外界条件。
思考:
同温同压下,如果气体的体积相同则气体的物质的量是否也相同呢?
所含的分子数呢?
学生思考并回答
教师总结因为气体分子间的平均距离随着温度、压强的变化而改变,各种气体在一定的温度和压强下,分子间的平均距离是相等的,所以,同温同压下,相同体积气体的物质的量相等。
所含的分子个数也相等。
这一结论最早是由意大利科学家阿伏加德罗发现的,并被许多的科学实验所证实,成为定律,叫阿伏伽德罗定律。
讲解并板书气体的体积与温度、压强的关系:
阿伏伽德罗定律:
同温同压下,相同体积的气体具有相同数目的分子数。
板书同温同压下:
小结影响物质的体积的因素有多种,对于气体,相同条件下,物质的量相同的气体含有相同的体积。
为此,引入了气体摩尔体积的概念,标准状况下,气体摩尔体积的数值约为22.4L·mol-1。
只要同学们正确掌握气体摩尔体积的概念和阿伏伽德罗定律的含义,就很容易做气体的质量和体积之间的相互换算。
投影新课知识巩固练习
1.在标准状况下,2molCO2的体积是多少;44.8LH2的物质的量是多少;它们所含的分子数是否相同;
2.在标准状况下,若两种气体所占体积不同,其原因是()
A.气体性质不同B.气体分子的大小不同
C.气体分子间平均距离不同D.气体的物质的量不同
讲解在物质的量的学习中,我们知道了物质的量与质量及粒子个数的关系,这节课我们又学了气体摩尔体积和阿伏伽德罗定律,大家能否找出这些量之间的相互关系呢?
学生活动
教师指导并最后归纳
讲解我们知道物质的量是联系质量和粒子集体的桥梁,也是与气体的体积密切相关的物理量,以此为中心,我们可得出以下关系:
板书
讲解根据已学过的内容,大家想想在m与V,M与Vm之间又有着什么样的关系呢?
讨论交流
结论Vm·ρ=MVρ=m
把上列关系补充在上面所写的关系网中
过渡下面我们就在熟悉以上各量之间关系的基础上,重点学习有关气体摩尔体积的计算。
板书二、有关气体摩尔体积的计算
投影
例1,标准状况下,2.2gCO2的体积是多少?
分析要知道CO2在标准状况下的体积,必须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2,在标准状况下,测得1.92g某气体的体积为672mL。
计算此气体的相对分子质量。
[学生先思考并计算,教师巡看,然后视具体情况进行分析,总结]
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,要求某物质的相对分子质量,首先应计算出该物质的摩尔质量。
据M=ρVm可以求出,据M=
也可以求出结果。
[解法一]解:
在标准状况下,该气体的密度为:
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=
=
=64g·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。
本课小结
1.学习了气体摩尔体积的概念
2.知道了气体体积大小与温度压强有关
3.了解了气体摩尔体积与物质的量、微粒个数间的关系
4.有关物质的量之间的换算,必须熟悉各量之间的关系,对气体进行计算,尤其要注意外界条件,对于同一个问题,可通过不同途径进行解决。
布置作业课后练习一张
板书设计1.2-2气体摩尔体积
一、气体摩尔体积
单位物质的量的气体所占的体积。
表达式:
Vm=
单位:
L·mol-1
标准状况下的气体摩尔体积:
Vm=22.4L·mol-1
阿伏伽德罗定律:
同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
三、物质的量在化学实验中的应用
教学目标
一、知识目标
1.使学生初步理解物质的量浓度概念。
2.会运用物质的量浓度的概念进行简单计算。
3.了解物质的量浓度的溶液配制的基本原理。
二、能力目标
1.初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
学会容量瓶的使用。
2.培养学生的动手能力和实验基本操作技能。
3.培养学生分析问题和解决问题的能力
4.培养学生语言表达能力和归纳总结知识的能力。
三、情感目标
1.通过对概念的透彻理解,培养学生严谨、认真的学习态度,使学生掌握科学的学习方法。
2.通过启发式教学,培养学生善于思考、勤学好问、勇于探索的优秀品质。
教学重点
1.物质的量浓度的概念。
2.学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。
学会容量瓶的使用方法。
教学难点
物质的量浓度溶液的配制
教学时数
1课时
教学用具
PPT
仪器:
容量瓶、电子天平(含称量纸)、药匙、玻璃棒、小烧杯、酸式滴定管、胶头滴管
教学过程
复习回顾
我们在初中学过一种表示溶液浓度的方法是什么?
表达式是怎样的,单位是什么?
新课引入
溶液有浓、稀之分,如何定量表示溶液的浓、稀?
浓度:
一定量的溶液中所含溶质的量叫溶液的浓度。
根据溶液量及溶质量的计量方式不同,浓度可以有不同的表示方法。
通过应用质量分数,可以了解、计算一定质量溶液含溶质的质量,但实际工作中,对溶液通常不称其质量,而是量它的体积,同时,在化学反应中,反应物与生成物的物质的量相互之间有一定的关系。
设问什么是物质的量浓度呢?
请同学们阅读课本P15上的有关内容。
学生看书后,得出结论。
讲解并板书一、物质的量浓度
1.定义:
以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
注:
(1)数学表达式:
物质的量浓度(c)=
,
c(B)=
。
(2)单位:
或
。
(3)体积指溶液,而非溶剂水,单位:
L。
讨论交流2.比较物质的量浓度和质量分数,找出概念间的差别。
物质的量浓度
溶质质量分数
溶质单位
mol
g
溶液单位
L
g
表达式
特点
体积相同,物质的量浓度相同的溶液中,所含溶质的物质的量 ,溶质质量 。
(填相同或不同)
质量相同,溶质质量分数相同的溶液中,溶质质量 ,物质的量 。
举例,分别得出物质的量浓度概念中的要点:
①单位:
mol·L-1或mol·m-3②溶质是用物质的量表示而不是质量;③溶液的体积为单位体积(L),并非溶剂的体积;④从某溶液取出任意体积的溶液,其浓度都相同,但所含溶质的量因体积不同而不同。
讨论交流
(1)将342gC12H22O11(蔗糖)溶解在1L水中,所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol·L-1?
(2)从1mol·L-1C12H22O11(蔗糖)溶液中取出100mL,取出的溶液中C12H22O11的物质的量浓度是多少?
新课讲授物质的量浓度的简单计算。
例题:
把4gNaOH溶于水,配成200mL溶液,求:
(1)所得NaOH溶液的物质的量浓度?
c(NaOH)=
=0.5
(2)取出40mL上述液体,则其物质的量浓度为多少?
含有NaOH的物质的量多少?
浓度不变为0.5
,
n(NaOH)=0.5
×40mL×10-3
练习
(1)将40gNaOH配成2L溶液,其物质的是