1、用容量瓶配置一定浓度的溶液课题:第二节 化学计量在实验中的应用(二) -气体摩尔体积和阿伏加德罗定律授课班级课 时1教学目的 知识与技能1、知道固、液、气态物质的一些特性,初步学会运用气体摩尔体积等概念进行简单计算过程与方法1、从分析研究影响固体、液体、气体体积的大小主要因素过程中,培养问题的意识,调动研究的主观欲望,体验归纳整理的过程,学习分析矛盾的主要方面和次要方面情感态度价值观1、通过影响物质体积大小的因素和气体摩尔体积的学习,培养与人合作的团队精神,善于合作学习,共同提高,在学习中感受化学世界的美丽、奇妙和和谐。重 点气体摩尔体积难 点 决定物质体积的因素;气体摩尔体积知识结构与板书设
2、计二、气体摩尔体积 (molar volume of gas )1、定义:单位物质的量气体所占的体积2、符号:Vm3、定义式:Vm= www.ks5 高#考#资#源#网4、单位:国际:m3/mol 常用:L/mol5、气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L6、阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动复习通过上一节课的学习,我们知道,1 mol任何物质的粒子个数都相等,都约为6.02*1023个,1 mol任何物质的质量都是以g为单位,在数值上等于构成该物质的粒子(分子,原子,离子等)的式量。那么,1 mol任何
3、物质的体积又该如何确定呢?讲1 mol任何物质的质量,我们都可以用摩尔质量作桥梁把它计算出来,副板书讲若想要通过质量求体积,还需搭座什么桥呢? (还需要知道物质的密度)问质量、密度和体积三者之间的关系是什么?副板书 密度体积质量 密度讲那么,请同学们思考一下,物质的体积与微观粒子间是否存在着一些关系呢?也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种关系呢?也就是说体积与物质的量之间能否通过一个物理量建立起某种联系呢?让我们带着这个问题,亲自动手寻找一下答案。引导学生由旧知识的再现进入新知识的学习请同学们填写教材P13上科学探究2投科学探究密度/gL-11 mol物质的体积O21.429
4、22.4H20.089922.42、下表列出了0、101 kPa(标准体积)时O2和H2 的密度,请计算出1 mol O2和H2的体积密度/gcm-3质量 g体积cm3Fe7.86567.2Al2.702710H2O0.9981818H2SO41.839853.6下表列出了20时几种固体和液体的密度,请计算出1 mol这几种物质的体积采用数据归纳出事物规律的科学方法,导出气体摩尔体积的概念,培养学生的科学归纳思维能力学生讨论讲请同学们根据计算结果,并参照投影上1mol几种物质的体积示意图,分析物质的存在状态跟体积的关系投影小结1、1 mol 不同的固态或液态的物质、体积不同2、在相同状态下,1
5、 mol 气体的体积基本相同3、同样是1 mol 物质,气体和固体的体积相差很大。(1 mol H2O在液态时是18 mL,在100 气态时约为3.06*104 mL ,相差约1700倍 问一堆排球、一堆篮球,都紧密堆积,哪一堆球所占体积更大?如果球的数目都为一百个呢?如果球和球之间都间隔1米,在操场上均匀地分布,哪一堆球所占总的体积更大?投影液态水变成水蒸气的图的动画模拟。投影固体Fe、液体H2O、气体CO2粒子间距示意图引导学生在脑海里建立理想模型,形象地分析物质体积决定因素,对学生进行空间想像能力和逻辑推理能力的训练。学生积极思考,相互讨论,和老师一起共同归纳出决定物质所占体积大小的三个
6、因素投影小结决定物质体积大小有三个因素:物质所含结构微粒数多少;微粒间的距离(固态、液态距离小,排列紧密,气态分子间排列疏松)微粒本身的大小(液态时小,气态时大)讲在我们计算中,物质的粒子数是相同的,都是1 mol,那么后两个因素对体积大小有什么影响呢?小结对于固体和液体来说,粒子间距离非常小,主要取决于粒子本身的大小,对于气态来说,粒子间大小相差无几,主要取决于粒子间的距离。讲现在我们清楚了固、液、气态体积的决定因素。再进一步考虑,为什么相同外界条件下,1 mol固态、液态物质所具有的体积不同,而1 mol 气体物质所具有的体积却基本相同?小结在固态和液态中,粒子本身的大小不同决定了其体积不
7、同,而不同的气体在一定的外界条件下,分子间的距离可看作近似相同,同时,由我们所学的物理知识可知,粒子间距离主要受环境也就是温度和压强的影响,因此,在谈到气体体积时必须注明外界条件。温度越大,距离越大,导致热胀冷缩压强越大,排列越紧,距离越大过事实上,在我们学习生活乃至科研领域,用得更多的气体的体积,而不是质量。无数实验事实证明,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。这给我们研究气体提供了很大的方便,为些,我们专门引出了气体摩尔体积的概念,这也是我们这节课所要学习的内容板书二、气体摩尔体积 (molar volume of gas )1、定义:单位物质的量气体所占的体积讲气体摩
8、尔体积即气体的体积与气体的物质的量之比板书2、符号:Vm3、定义式:Vm=4、单位:国际:m3/mol 常用:L/mol讲我们为了研究方便,通常将温度为O,压强101 kPa时的状况称为标准状态,根据大量实验事实证明,在标准状况下,1 mol任何气体的体积都约是22.4L板书5、气体在标准状况下的摩尔体积约是22.4L投影注意:1.为了研究的方便,科学上把温度为0C、压强为101 kPa规定为标准状态,用STP表示。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。(,物质应是气体)(,未指明条件标况)(,气体体积与分子种类无关)(未
9、指明气体体积是否在相同条件下测定)(,只在标况下)点击试题判断正误1.标况下,1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。2.1 mol气体的体积约为22.4 L。3.标况下,1 mol O2和N2混合气(任意比)的体积约为22.4 L。4.22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。5.任何条件下,气体的摩尔体积都是22.4 L。6.只有在标况下,气体的摩尔体积才能是22.4 L。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?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
10、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,叫阿伏加德罗定律。板书6、阿伏加德罗定律:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。讲对这一定律的理解一定要明确,适用范围为气体。 在定律中有四同:“同温”、“同压”、“同体积”、“同分子数目”,三同就可定为一同。投影小结(,不一定)学生思考并回答,由气体摩尔体积概念逐渐过渡到阿伏加德罗定律,易于学生理解和接受。引导学生推导出阿伏加德罗定律的简单应用1、同温、同压下,同体积的两种气体必含有相同数目的分子2、同T、P下,同分子数目
11、的两种气体体积必然相同3、同温下,两种气体体积相同,分子数也相同,则压强必然相等。总结我们首先研究了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。只要同学们掌握气体摩尔体积的概念和阿伏加德罗定律的涵义,很容易做气体的物质的量和体积之间的相关计算。自我评价1下列说法正确的是( )A标准状况下22.4L/mol就是气体摩尔体积B非标准状况下,1mol任何气体的体积不可能为22.4LC标准状况下22.4L任何气体都含有约6.021023个分子D1mol H2和O2的混合气体在标
12、准状况下的体积约为22.4LCDwww.ks5 高#考#资#源#网课后作业:在标准状况下(1)0.5molHCl占有的体积是多少?(2)33.6LH2的物质的量是多少?(3)16gO2的体积是多少? (4)44.8LN2中含有的N2分子数是多少?教学回顾:教 案课题:第二节 化学计量在实验中的应用(三) -物质的量浓度及溶液的配制授课班级课 时教学知识与技能1、理解物质的是浓度的概念,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目的 过程1、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与方法情感态度价值观1、通过概念的学习和溶液的配
13、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。重 点一定物质的量浓度的溶液的配制方法难 点 溶液配制的实验操作及误差分析知识结构与板书设计三、物质的量在化学实验中的应用(一) 物质的量浓度 ( amount of-substance concentration of B)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,叫溶液B的物质的量浓度,符号c(B)2、公式 c(B)=3、单位:国际单位:mol/m3 常用单位 mol/L例1配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少?解:n
14、(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(aq)=0.1 mol/L *0.5L=0.05 mol m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol=2g4、一定物质的是浓度的溶液中溶质的微粒数目例2将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na+和SO42 的物质的量浓度。解:n (Na2SO4)=0.2 mol c (Na2SO4)=0.8 mol/L Na2SO4=2 Na+SO42 c(Na)=2c(Na2SO4)=2*0.8=1.6 mol/L c(SO42 )=c(Na2SO4)=0.8mol/L
15、5、c=6、稀释定律:c(浓溶液)V(浓溶液)= c(稀溶液)V(稀溶液)(二) 一定物质的量浓度溶液的配制1、仪器:(1)天平(2)容量瓶2、步骤:实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液3、配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析误差分析依据的原理: CB= 由m、V决定实验误差教学过程教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动引入:化学试剂瓶的标签上一般都有试剂含量的数据,化工产品和药品的说明书中一般都标明主要成分的含量。你知道这些数据是如何得到的吗?投影 这是一位老师的血清肝功能、酶类检验报告,请大家分析一下,在这些项目上这位老师健康情况如何?项 目结 果参 考 值总胆
16、红素16.410-61.710-620.010-6 mol/L直接胆红素4.010-6010-6610-6 mol/L总蛋白72.36080 g/L白蛋白46.33555 g/L球蛋白26.02535 g/L谷丙转氨酶3110-6610-64010-6 /L谷草转氨酶3010-6610-65010-6 /L碱性磷酸酶7710-63410-611410-6 /L讲其实这些项目的测定都需要在溶液中进行,而许多化学反应都是在溶液中进行的,生产和科学研究中经常要对溶液进行定量分析、定量计算,必定需要一个表示溶液组成的物理量。在初中化学中我们学过溶液的质量分数,溶液的质量分数是一个表示溶液组成的物理量,
17、可用来直接计算溶质、溶剂、溶液的质量。但是在化学研究中,更需要一个可以直接计算溶质的“n(溶质)”的物理量。请你设想一下,怎样来建立一个表示溶液组成的物理量?要求能够用此物理量进行“V(溶液)”、“n(溶质)”之间的换算。揭示可以与溶液的质量分数进行类比,提出“物质的量浓度”的设想。学生设想、学生讨论后总结找到一个新的物理量-物质的量浓度,可以用来进行“V(溶液)”、“n(溶质)”之间的换算。学生阅读,自学,总结定义和公式 溶液表示溶质表示优点溶液的质量分数单位质量溶液中溶质的“质量”用于“质量”计算物质的量浓度单位体积溶液中溶质的“物质的量”用于“物质的量”计算过下面我们就来学习另一种与溶液
18、体积有关的表示溶液浓度的物理量-物质的量浓度板书三、物质的量在化学实验中的应用(一) 物质的量浓度 ( amount of-substance concentration of B)问物质的是和溶液的浓度有什么关系?什么是物质的是浓度?请大家阅读教材P15前两段,请大家用准确的语言叙述物质的量浓度的概念,并说出它的符号是什么?板书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,叫溶液B的物质的量浓度,符号c(B)投影小结注意:1、单位体积的溶液不是溶剂2、溶质是物质的量,不是质量3、B不但表示溶液中所含溶质的分子还可表示溶液中所含溶质电离出的离子讲物质的量浓度的概念,我
19、们也可以简化为一个代数示,应怎样表示?由公式推出单位(物质的量浓度c(B)等于溶液中所含溶质B的物质的量n(B)与溶液的体积V的比值)板书2、公式 c(B)=3、单位:国际单位:mol/m3 常用单位 mol/L过下面,我们根据物质的量浓度的概念来进行计算。例1配制500 mL 0.1 mol/L NaOH 溶液需要NaOH的质量是多少?解:n(NaOH)=c(NaOH)VNaOH(aq)=0.1 mol/L *0.5L=0.05 mol m(NaOH)=n(NaOH)M(NaOH)=0.05 mol*40g/ mol=2g点击试题1、1L溶液中含1molNaCl,则NaCl的物质的量浓度_2
20、、1L溶液中含有0.5mol NaCl,则NaCl的物质的是浓度_板书4、一定物质的是浓度的溶液中溶质的微粒数目思考1、1mol/L蔗糖溶液与1mol/L酒精水溶液中溶质微粒浓度是否相等? (相等)2、1mol/LHCl和1mol/LH2SO4中,c(H+)是否相等?c(SO42-)和c(Cl-)是否相等? (否 是)3、1mol/L HCl和1mol/LHAc中,氢离子物质的量浓度是否相同? (是)投影小结溶质的微粒个数比等于微粒的物质的量浓度之比:1 mol/L0.5 mol/L此题反映的是溶液的体积、质量、溶质的物质的量浓度之间的换算,只要熟悉特别是之间的关系,此种类型题便可轻易得解1、
21、溶质是难电离的物质时,溶质在溶液中以分子的形式存在。2、对于易电离的物质,如AaBb的溶液浓度为 c mol/L,在溶液中AaBb的电离方程式为AaBb=a Ab+ +b Ba- ;则溶液中 Ab+ 的浓度为ac mol/L,Ba-溶液为bc mol/L例2将28.4 g Na2SO4溶于水配成250 mL溶液,计算溶液中溶质的物质的量浓度,并求出溶液中Na+和SO42 的物质的量浓度。解:n (Na2SO4)=0.2 mol c (Na2SO4)=0.8 mol/L Na2SO4=2 Na+SO42 c(Na)=2c(Na2SO4)=2*0.8=1.6 mol/L c(SO42 )=c(Na
22、2SO4)=0.8mol/L答:略点击试题 1、1mol/LMgCl2溶液,c(Cl-)=_2、2mLMgCl2溶液,已知其物质的量浓度为2mol/L,则n(Cl-)=_,n(Mg2+)=_3、01mol/LAl2(SO4)3中,Al3+的物质的量浓度为_4、已知2LAl2(SO4)3溶液,Al3+的个数为9.03*1023个,则SO42-的物质的量浓度_2 mol/L0.008 mol ;0.004mol0.2mol/L1.125mol/L过物质的量浓度与溶质的质量分数同是表示溶液组成的物理量,之间存在联系也有差别,完成下列对比: 物质的量浓度溶质的质量分数溶质的物理量和单位物质的量 mol
23、质量 g kg 溶液的物理量和单位体积 L m3质量 g 计算公式特点物质的量浓度相同、溶液体积也相同的不同溶液里,含有溶质的物质的量相同质量相同、质量分数也相同的不同溶液里,含有溶质的质量也相同问那么物质的量浓度与溶质的质量分数之间有什么联系呢?板书5、c=过在初三时我们已经学过如何来稀释溶液,在稀释的过程中,保证前后溶质的质量应该是不变的,也就有了 m(浓溶液)(浓溶液)= m(稀溶液)(稀溶液),那么将溶液用水稀释或去水浓缩的时候,溶液体积发生变化,但溶质质量不变,即溶液稀释或浓缩前后,溶液中溶质的物质的量是相等的。对此,可用怎样的公式来表示呢?板书6、稀释定律:c(浓溶液)V(浓溶液)
24、= c(稀溶液)V(稀溶液)讲在稀释浓溶液时,溶液的体积发生了变化,但溶液中溶质的物质的量不变,即在溶液稀释前后,溶液中溶质的物质的量相等。我们若知道上述四个量中的三个量,就可以解决稀释问题过我们学习了物质的量浓度,下面就让我们来配制一定浓度的溶液实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液讲 首先让我们先来认识一下本实验所需的仪器。板书(二) 一定物质的量浓度溶液的配制1、仪器(1)天平投天平的使用方法:1、称量前先把游码拨到标尺的零刻度处,检查天平左右摆动是否平衡。若未达到平衡,可调节左右平衡螺母,使天平平衡。2、左物右码。药品不可直接放在托盘里。砝码用镊子夹取。讲下面
25、让我们来介绍一下主要的容量瓶:板(2)容量瓶讲容量瓶是配制准确物质的量浓度溶液的仪器。容量瓶有各种不同规格,常用的有100 mL、250 mL、500mL和1000mL等几种。容量瓶颈部有标线、瓶上标有温度和容量。容量瓶只能配对应体积的溶液。因此,在选择时,要使容量瓶的容积等于或略大于所需。容量瓶的使用要有一定温度限制,容量瓶不能作为盛放液体的容器或反应容器使用,也不能加热)投影小结容量瓶使用前a、检查是否漏水 方法:往瓶内加水,塞好瓶塞。用手指顶住瓶塞。另一手托住瓶底,把瓶倒立。观察瓶塞周围是否漏水,若不漏水,旋转180,仍把瓶倒立过来,再检验是否漏水。b、用蒸馏水洗涤容量瓶思考为什么检查后
26、要将瓶塞旋转180后再检查一次?(为防止容量瓶的瓶塞,瓶口内部不规则而造成误判。)讲容量瓶要注意它的拿法,为防止因受热而使容积变大或液体体积膨胀,不能用手掌握容量瓶,振荡或倒转容量瓶时,要用一只手指顶住瓶塞。n=1*0.1=0.1 mol投影小结注意事项:1、向容量瓶转移溶液或加入水,用玻璃棒引流并且玻璃棒的下端要靠在刻度线以下的内壁上,榛身要在瓶中央位置。2、加水到刻度线1-2处改用胶头滴管。3、视线与刻度线平行。当液体凹液面与容量瓶的刻度线恰好相切时,停止加水。讲容量瓶的使用时,要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
27、物质的量浓度的溶液的过程:板书2、步骤投影实验实验1-5 配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液m=0.1*40=4 g 为了与容量瓶的精度相匹配,本实验称量固体时,应使用分析天平(或电子天平)。考虑到学校的实际情况,可用托盘天平代替。(1)计算需要固体NaCl 的质量_(2)称量:用托盘天平称取固体质量或量筒量体积。(3)溶解或稀释:在小烧杯中溶解固体,用适量蒸馏水溶解或稀释,冷却至室温。思考溶液注入容量瓶前为什么要冷却?(稀释或溶解总有一定的热效应。容量瓶在使用前有一定的温度指数,只标明一定温度下的正确体积(20,250mL),其含义是,只有当液体的温度与容量瓶上标出温度相同
28、时,体积才是准确值。投影实验(4)移液:将小烧杯中液体沿玻璃棒小心转入一定体积的容量瓶中,若不慎洒出,必须重新配制;溶液转移容量瓶时,必须用蒸馏水将烧杯内壁及玻璃棒洗涤2-3次,并将洗涤液一并倒入容量瓶中。学与问1、为什么要用蒸馏水洗涤烧杯,并将洗涤液也注入容量瓶? (配制一定物质的量浓度的溶液时,烧杯中的溶液转移到容量瓶后,烧杯的内壁上还沾有少量溶液,若不用蒸馏水洗涤烧杯,容量瓶中的溶质就会减少,即容量瓶内容质的物质的量减少,导致所配溶液中溶质的浓度会偏低。为了减少溶质的损失,应用蒸馏水洗涤烧杯2-3次,并将洗涤后的溶液也转移到容量瓶中。)2、若将烧杯中的溶液转移到容量瓶时不慎洒到容量瓶外,最后配成的溶液中溶质的浓度比所要求的大?(配成的溶液中溶质的实际浓度比要求小)投影实验(5)轻微振荡摇匀:思考为什么在容量瓶中尚未定容前,就摇匀?(两种性质不同的溶液混合后,体积不再有加合性,若加到标线再摇匀,就可能超过标线)投影实验(6)定容:向容量瓶中加水至离刻度线1-2处,改用胶头滴管加水至刻度线,塞好瓶塞,摇匀,用食指顶住瓶塞,另一支手托住瓶底,倒转过来,摇动多次,使溶液混合均匀。
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