1、第一章认识化学科学第3节 化学中常用的物理量-物质的量第一课时教学设计1【教学目标】知识与技能：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数之间的关系。2.了解提出摩尔这一概念的重要性，懂得阿伏加德罗常数的涵义。初步学会从物质的量角度认识具体物质与具体化学反应。过程与方法：1.通过层层引导推进引入物质的量的概念的过程，培养学生演绎、归纳、推理的能力。2.通过观察图表，小组讨论等活动，培养学生发现规律，灵活思维的能力。情感态度与价值观：1.培养学生认真、仔细、严谨的科学态度和探究精神，感受到科学研究过程的艰辛和喜悦；2.培养学生探究和合作学习的精神，激发学生学习化学的兴趣，感受合
2、作和学习的乐趣；3.体验用化学知识解决生活中困惑的喜悦，感受化学知识的力量。【教学过程】 交流、研讨在开始今天的化学课之前，请同学们先回答我们布置的课前智力游戏：假定我们有一篓面值一元的硬币，假定每一硬币的形状、体积、质量是相同的，我们通过哪些方法或途径可以知道这篓硬币的个数？ 序 号方 法 或 途 径方法一方法二方法三方法四方法五方法六方法七方法八直接数数先称量出一个硬币的质量，再用硬币的总质量除以一个硬币的质量先称量出100个硬币的质量，用硬币的总质量除以100个硬币的质量，再乘以100先称量出一个硬币的体积，再用硬币的总体积除以一个硬币的体积先称量出100个硬币的体积，用硬币的总体积除以
3、100个硬币的体积，再乘以100先测量出一个硬币的厚度，再将硬币垒起来，用硬币的总厚度除以一个硬币的厚度先测量出100个硬币的厚度，再将硬币垒起来，用硬币的总厚度除以100个硬币的厚度，然后乘以100用模具（比如一木板上刻有许多凹槽，每一凹槽中正好卡入10个硬币）计量（银行常用）建立模型 我把上述方法总结为两种方法模型：直接计量和换算。前者直接获得硬币个数，后者通过引入中间物理量搭桥，换算出硬币个数。讲述、媒体显示模型一：直接计量 （方法一）模型二：引入中间物理量换算 （方法二方法八）联想质疑如何数出一克水中含有的水分子数?讲述一滴水中所含的水分子数，让全世界65亿人去数，每人每分钟数100个
4、，日夜不停的数，需要5千年才能数完。引言 下面我们来研究一个化学上经常遇到的宏观物质的质量、体积与构成它的微观粒子数之间的关系问题。也就是第三节所讲述的内容。讲述、媒体显示第三节 化学中常用的物理量物质的量一、物质的量及其单位摩尔 摩尔质量 引言首先我们来分析C + O2 = CO2 反应：讲述、媒体显示 C + O2 = CO2宏观上： 12克 32克 44克微观上： 1个C原子 一个O2分子 一个CO2分子联想质疑实际生产或科学实验中，碳、氧气、二氧化碳是可称量的，固体反应原料是按照一定的质量比例、气体反应原料是按照一定的体积比例投入的，但化学反应是在碳原子与氧分子之间一个一个地进行的，碳
5、原子、氧分子以及反应生成的二氧化碳分子都是难于称量的微观粒子，如何建立起宏观物质的质量、体积和其所含微观粒子数之间的联系呢？或者说已知宏观物质的质量或体积，如何求出它所含有的微粒个数？已知微粒个数，如何求出它的质量或体积？媒体显示宏观物质质量、体积微粒个数思考探究结合前面解决一篓硬币有多少个的方法模型，请尽可能多地列举出知晓一定质量或体积的宏观物质中含有多少个微观粒子的方法或途径。（以碳粉、碳原子为例说明）（媒体显示）序 号方 法 或 途 径方法一方法二方法三方法四方法五.一个一个地数先称量出1个微观粒子的质量，然后再用宏观物质的质量除以1个微观粒子的质量，计算出微观粒子个数。先称量出由某一数
6、目的微观粒子所组成的微粒集体的质量，然后再用宏观物质的质量除以微粒集体的质量，再乘以微粒集体所含有的微粒数,计算出碳原子个数。先测量出1个微观粒子的体积，然后再用宏观物质的体积除以1个微观粒子的体积，计算出微观粒子个数。先数出1cm3宏观物质所含有的微观粒子个数，然后再根据宏观物质的总体积,计算出微观粒子个数。.分析评价 方法一可以看作是属于模型一的，直接计量；方法二五可以看作是属于模型二的，引入中间物理量换算。微观粒子的质量和体积都很小，我们无法用肉眼直接看见或计数，因此,我们可以否定方法一。同样的理由，我们也可以排除方法二、方法四。由于不同的微粒的体积不一定相同，我们没有1cm3的各种宏观
7、物质中所含微粒的个数的现成的数据，方法五不具有普遍性，如果采用方法五求一定质量物质中所含微观粒子数，我们还需要做大量的工作。但我们有现成的表示原子相对质量的相对原子量，只要我们适当确定方法三中构成微粒集体的微粒数目，使得这一微粒集体的质量是可以称量的，也许我们能够找到一条具有普遍意义的解决问题的有效途径。建立模型根据方法三，我们把这一微观粒子集体所含微粒数目暂定为NA个，建立下列数学模型：讲述、媒体显示 物质所含微粒数NA引导点拨 如何确定这“一定数目NA”，这“一定数目NA”究竟为多少比较适宜呢？国际上规定：0.012kg12C所含碳原子数目即为NA。这样规定有什么好处？NA个微观粒子所形成
8、的微粒集体的质量在几克到几百克之间，质量大小适宜，便于换算，可以称量。有利于借助原子量，确定不同种类粒子集体的质量。讲述、媒体显示我们把0.012Kg12C中所含碳原子个数称作“阿伏伽德罗常数”即NA，大约为6.021023。将通过方法三建立的数学模型中的NA用“阿伏伽德罗常数”代替，并作变形：讲述、媒体显示讲述我们把上述比值用一个特定的物理量物质的量表示，并规定其单位为摩尔（mol），即：讲述、媒体显示物质的量(mol)讲述物质的量便是我们在建立物质的质量与其所含微粒数时所引入的新的物理量，通过它建立起了宏观物质和微观粒子之间的桥梁。由上述关系式可以看出，当物质的量等于1mol时：物质所含微
9、粒数阿伏伽德罗常数物质的质量阿伏伽德罗常数个微粒的质量所以：1mol的物质中含有阿伏伽德罗常数个微粒；阿伏伽德罗常数个微粒的质量即1mol物质的质量。我们把1mol物质（即单位物质的量的物质）的质量叫做摩尔质量。因此：讲述、媒体显示物质的量(mol)n =NNA=m/M概括整合 (媒体显示)1、物质的量是用来描述微观粒子的物理量，不能描述宏观物体；2、微观粒子包括:分子、原子、离子、电子、中子等；3、”物质的量“四个字不能增减；4、使用物质的量一定要指明具体的微粒；如:1mol H2O 1mol H+ 1mol C 能否说 1mol氧或1mol氢使用摩尔概念时的注意事项适用范围：微观粒子或它们
10、的特定组合使用准则：必须指明微粒符号或化学式大：1mol物质所含微粒数巨大小：摩尔计量的是微乎其微的微观粒子广：应用范围极广，是联系微粒个体与微粒集体、不可称量的反应微粒与可称量的宏观物质的桥梁。科学上采用“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 。 总结 科学上采用“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 。 1.1mol的任何物质的质量，以克为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。2.单位物质的量的物质所具有的质量叫做该物质的摩尔质量，符号为M，常用单位是gmol1或kgmol1 。5.任何
11、物质的摩尔质量，以gmol1为单位时，在数值上都等于它的相对原子质量或相对分子质量。二、气体摩尔体积交流、研讨阅读P21表131，相邻同学相互研讨。提问交流媒体显示问 题结 论1mol物质的质量在数值上有什么特点？ 数值上等于其式量，单位为克相同的温度、压强下，1mol的不同物质的体积在数值上有什么特点？固体、液体物质体积无明显规律，气体物质体积基本相同总结从表131我们获得这样的结论：1mol物质的质量在数值上等于其式量，单位为克。相同的温度、压强下，1mol不同气体物质的质量不同，但体积基本相同。讲述、媒体显示一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积叫做气体摩尔体积（Vm，单位L/
12、mol）。定义：单位物质的量的气体所占的体积。符号：Vm单位：L/mol或m3/mol对象：任何气体（纯净物、混合物）强调、媒体显示气体摩尔体积几点注意：1、标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L/mol。2、是特定条件下的气体摩尔体积。讨论解释，媒体显示1、微粒数目的多少影响物质体积的大小2、微粒大小影响物质体积的大小3、微粒间距影响物质体积的大小小结决定气体物质体积大小的因素1. 粒子的数目2. 粒子间的距离（温度、压强）3、 粒子的大小求气体的摩尔质量M的常用方法1根据标准状况下气体的密度：M22.4(gmol1)；2根据气体的相对密度(D1/2)：M1/M2D；3根据物质的质量(m)和
13、物质的量(n)：Mm/n；4根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：MNAm/N；5对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：a%b%c%，a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。抓“两看”，突破陷阱一看“气体”是否处在“标准状况”。二看“标准状况”下，物质是否为“气体”(如CCl4、H2O、溴、SO3、己烷、HF、苯等在标准状况下不为气体)。三、概括整合 (媒体显示)22.4L/mol22.4L/mol物质的质量(g)物质的量(mol)微粒数（个）摩尔质量(g/mol)摩尔质量(g/mol)阿伏伽德罗常数阿伏伽德罗常
14、数标况下气体体积（L） 四、检测题1. 在两个密闭容器中，分别充有质量相等的甲、乙两种气体，它们的温度和密度均相同。根据甲、乙的摩尔质量(M)的关系判断，下列说法中正确的是()A若M(甲)M(乙)，则分子数：甲M(乙)，则气体摩尔体积：甲乙C若M(甲)乙D若M(甲)M(乙)，则气体的体积：甲乙2. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是()A分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAB28 g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NAC常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NAD常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉
15、充分反应，转移的电子数为2NA3. 设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是()A1 mol甲苯含有6nA个CH键B18 g H2O含有10nA个质子C标准状况下，22.4 L氨水含有nA个NH3分子D56 g铁片投入足量浓H2SO4中生成nA个SO2分子4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A1.6 g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NAB0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NAC标准状况下，11.2 L苯中含有分子的数目为0.5NAD在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA5. 设NA为阿伏加德罗常数的值。
16、下列说法正确的是()A高温下，0.2 mol Fe与足量水蒸气反应，生成的H2分子数目为0.3NAB室温下，1 L pH13的NaOH溶液中，由水电离的OH离子数目为0.1NAC氢氧燃料电池正极消耗22.4 L(标准状况)气体时，电路中通过的电子数目为2NAD5NH4NO32HNO34N29H2O反应中，生成28 g N2时，转移的电子数目为3.75NA6. 设NA代表阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A标准状况下2.24 L己烷中，分子数为0.1NAB22.4 L Cl2含有ClCl键数为NAC常温常压下16 g O2和O3混合气体中，氧原子数为NAD7.8 g Na2O2与足量水反应，转
17、移电子数为0.2NA7. NA表示阿伏加德罗常数，下列叙述正确的是()A常温下，9 g H2O中含NA个OH键B1 mol Fe2与足量稀硝酸反应，转移3NA个电子C常温常压下，22.4 L SO2和O2的混合气体中含2NA个氧原子D0.1 molL1KAl(SO4)2溶液中含0.2NA个SO检测题参考答案1. 【解析】等质量的气体，其摩尔质量与物质的量(或分子数)成反比，若M(甲)乙，A错误；若M(甲)M(乙)，则物质的量：甲乙，B错误；同温同体积同质量的气体或混合气体，压强与摩尔质量成反比，C正确；由质量和密度相等可知气体体积相等，D错误。【答案】C2. 【解析】一定要注意气体摩尔体积为2
18、2.4 Lmol1的条件是在标准状况下。A项中1个NO2和1个CO2分子中都含有2个氧原子，故分子总数为NA的混合气体中含有的氧原子数为2NA；B项中乙烯(C2H4)和环丁烷(C4H8)的最简式均为CH2,28 g混合气体中含CH2的物质的量为2 mol，故含有的碳原子数为2NA；C项中NO2和N2O4的最简式均为NO2,92 g混合气体中含NO2的物质的量为2 mol，故含有原子的总数为23NA6NA；D项中提到气体的体积，只有在标准状况下，才能用22.4 Lmol1进行计算，故常温常压下，不能代入22.4 Lmol1计算Cl2的物质的量。【答案】D3. 【解析】解有关阿伏加德罗常数的题一般
19、分为三步，第一步为宏观量之间的转换，即将质量和体积转化为物质的量；第二步为微观量之间的转换，即判断1分子该物质所含的微粒数；第三步为宏观量和微观量的对应，即一定物质的量的该物质含有的微粒数。A项，第一步，题目中直接给出物质的量，所以不用转换；第二步，甲苯的分子式为C7H8，因此1分子甲苯中含有8个CH键；第三步，1 mol甲苯中含有8nA个CH键，错误。B项，第一步，18 g水的物质的量为1 mol；第二步，1个水分子中含有10个质子；第三步，1 mol水分子中含有10nA个质子，正确。C项，由于氨水为液态，因此无法确定其物质的量，错误。D项，常温下铁片投入浓H2SO4中发生钝化，56 g铁片
20、即1 mol铁不可能生成nA个SO2分子，错误。【答案】B4. 【解析】A项，O2和O3都是由O元素组成的，1.6 g混合气体含有O原子的物质的量为0.1 mol，即0.1NA；B项，丙烯酸的结构简式为CCH2=CHOOH，分子中含有C=C键和C=O键，因此0.1 mol丙烯酸中含有0.2NA个双键；C项，标准状况下苯为液体，11.2 L苯中的物质的量远大于0.5 mol，所含分子数远大于0.5NA；D项，过氧化钠与水的反应为2Na2O22H2O=4NaOHO2，其中O元素发生自身的“歧化反应”，由1价变为0价和2价，生成1 mol O2时，转移2 mol电子，因此生成0.1 mol O2时，
21、转移0.2NA个电子。【答案】A5. 【解析】A项，铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2,0.2 mol Fe生成H2的分子数约为0.27NA，该项错误；B项，该NaOH溶液中OH总共有0.1NA，但OH主要来自于NaOH电离，水电离出很少的OH，该项错误；C项，氢氧燃料电池正极上反应的物质为O2，当消耗标准状况下22.4 L O2时，转移的电子数为4NA，该项错误；D项，根据反应方程式可知，反应中只有N元素化合价发生改变，生成8 mol氮原子(4 mol N2)中有5 mol来自NH，有3 mol来自NO，故反应中转移电子数为15 mol，则生成28 g(1 mol)N2时，转移电子数为3.75NA，该项正确。【答案】D6. 【解析】A项，标准状况下，己烷为液体；B项，没有指明Cl2所处的状况；D项，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂，应转移电子0.1NA。【答案】C7. 【解析】B项，Fe2被氧化成Fe3，应转移NA个电子；C项，气体不是处在标准状况；D项，没有指明溶液的体积。【答案】A
