12化学计量在实验中的应用

1.2化学计量在实验中的应用（第1课时）一、教学目标【知识目标】1、知道“物质的量”是描述微观粒子集体的物理量，摩尔是物质的量的基本单位2、知道摩尔质量的概念和不同粒子的摩尔质量的计算方法【能力目标】1、学会有关物质的量的简单计算，理解物质的质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数之间的相互关系及有关计算2、通过学习，了解概念的形成过程及形成条件【道德情感目标】在化学概念的学习过程中，体验类比、迁移的学习方法，培养思维能力以及研究问题的能力二、重点与难点【重点】物质的量的概念及其与摩尔质量、质量等之间的关系【难点】物质的量、摩尔质量、质量等之间的关系三、教学器材投影仪四、教学方法与过程讨论法、归纳法〖引入〗思考并讨论：1、如何通过实验方法粗略测知一张白纸的厚度？其中哪种方法在现有实验条件下最具有可操作性？（以化学教材的纸为例，请学生认真测量）2、已知有一大叠厚度均匀的这样的纸，如何快速粗略地知道其中的张数？3、如何通过实验方法粗略测知一个原子或分子的质量？现有一杯水，如何知晓其中含多少水分子？〖讲解〗显然，我们能够很快想到可以用一定数目的粒子集体将宏观与微观联系起来，为此，国际科学界引进了“物质的量”这样一个物理量（n），其单位为摩尔（mol），简称为摩。〖阅读〗P12资料卡片〖过渡〗那么到底用多少粒子做为一个集体最为合适呢？〖活动〗参照P11表格中的数据，学生进行猜想。〖设问〗科学家选择了6.02×1023这样的近似数据，用此数据的优点是什么呢？大量实验证明，约6.02×1023个粒子的质量都是以克为单位，数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。所以我们就把含有约6.02×1023个粒子集体计量为1mol，也就是说1mol任何粒子所含粒子数约为6.02×1023个，这里的粒子集体可以是原子、分子、离子或原子团，也可以是电子、质子、中子等，但不可以是宏观物体。〖举例〗1molFe、1molO2、1molNa+、1molSO42—、2molH2O指出注意事项：使用摩尔作为单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类要用化学式表示。〖讲解〗阿伏加德罗是意大利物理学家，他对6.02×1023这个数据的得出，有着很大的贡献，故用其名字来表示该常数，以示纪念，即将6.02×1023mol-1叫做阿伏加德罗常数，用NA表示。〖归纳〗归纳得出公式：粒子数N=n•NA〖练习〗5molH2SO4中含有的分子个数是多少？原子总数是多少？氧原子个数是多少？〖设问〗1mol任何粒子所含粒子数为6.02×1023个，而1mol任何粒子或物质的质量都是以克为单位，数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。化学上把单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量，符号为M，常用单位为g/mol。举例说明。〖归纳〗举例、归纳，得出公式：m=n•M〖练习〗做P13“学与问”〖小结〗小结所讲内容，解决〖引入〗中的第3个问题〖活动〗学生在小组内互相提问，强化几个关系式的应用，教师巡视、指导、答疑。补充习题1、下列各物质中，含氧原子个数最多的是（）A、1molKClO3B、0.5molH3PO4C、32gO2D、3.01×1023个CO22、Cl2、HCl、O2、CO2各5g，按其所含分子数目由多到少的顺序排列是：____________________________________________________3、2.71gNa2SO4•10H2O中含有Na＋和SO42—的物质的量是多少?含H2O的数目为多少？4、质量相等的SO2和SO3，物质的量之比为，硫原子的原子个数之比为，氧原子的原子个数之比为。5、4.9g磷酸中含有多少个H原子、O原子和P原子？以及与多少克P2O5中所含P原子相等？6、下列说法是否正确，若不正确，请加以改正。（1）水的摩尔质量是18g（2）1分子硫酸的质量是98g（3）1mol氮的质量为28g（4）摩尔是7个基本物理量之一（5）1mol物质中含有6.02×1023个微粒。作业：P188\9五、教学后记1.2化学计量在实验中的应用（第2课时）一、教学目标【知识目标】1、进一步巩固物质的量的概念及其与质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数之间的相互关系2、知道气体摩尔体积的概念，学会有关气体摩尔体积的简单计算【能力目标】初步学会分析处理数据、推理演绎、归纳总结的科学学习方法【道德情感目标】1、体验发现问题、分析问题、解决问题的探究性学习过程2、通过理解并运用概念，培养严谨的科学态度，激发严谨务实、循序渐进、探索真理的科学态度，培养科学归纳的思维能力、空间想像能力和运用事物规律分析解决问题的。二、重点与难点【重点】气体摩尔体积的概念及其简单计算【难点】气体摩尔体积的计算三、教学器材投影仪四、教学方法与过程讨论法、归纳法、总结法〖引入〗通过学习我们已经知道，1mol任何粒子的集合体所含的粒子数目都相同，1mol粒子的质量往往不同。那么1mol物质的体积是否相同呢？下面通过计算来证明。〖投影〗物质物质的量mol质量g密度g·cm－3体积cm3Fe(固)17.8Al(固)12.7Pb(固)111.3N2(固)11.026H2(固)10.0808O2(固)11.426F2(固)11.3Cl2(固)11.9Ne(固)11.31Ar(固)11.65N2(液)10.805H2(液)10.0708O2(液)11.14F2(液)11.11Cl2(液)11.557Ne(液)11.204Ar(液)11.402H2O(液)11.0H2SO4(液)11.83温度0°C、压强101kPa物质物质的量mol质量g密度g·L－1体积LN2(气)11.2505H2(气)10.0899O2(气)11.429F2(气)11.695Cl2(气)13.17Ne(气)10.900Ar(气)11.7839CH4(气)10.714NH3(气)11.315SO2(气)12.860CO2(气)11.977空气(气)11.29〖活动〗学生对数据进行分组计算，然后进行归纳处理。〖小结〗数据处理的方法：先将数据有序排列，再将数据进行对比异同，观察规律。〖讨论〗组织学生分组汇报讨论结果，从中提炼并总结出决定影响物质体积大小的微观因素及主要因素。（此时教师可以通过模型或形象的比喻进行引导）〖结论〗在温度和压强一定时，物质的体积主要由物质所含粒子的数目、粒子的大小和粒子之间的距离决定。当粒子数相同，粒子间距离很小时，决定物质体积大小的主要因素是构成物质的粒子大小；粒子间距离很大时，决定物质体积大小的主要因素是粒子之间的距离。〖小结〗物质在固态或液态时，粒子间的平均距离比气态小得多，决定固体、液体的体积的主要因素是粒子的大小，由于粒子的大小是不同的，所以，1mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。而气体物质分子之间的距离很大，故气体物质的体积主要决定于粒子间的距离。决定粒子间距离的主要因素是温度和压强（有何影响？），不同气体在相同的温度和压强下，分子之间的距离可以看作是相同的，所以，粒子数相同的气体在相同条件下有着近似相同的体积。反之，在相同温度和压强下，相同体积的任何气体应含有相同数目的粒子，这就是著名的阿伏加德罗定律。〖讲解〗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，否则就没有意义。如果将单位物质的量的气体所占的体积称为气体摩尔体积，用Vm表示，单位为L/mol，那么在一定温度和压强下，Vm是个常数，如果条件变化了，则Vm亦随之改变。如在0℃、101kPa时，Vm=22.4L/mol；在25℃、101kPa时，Vm=24.8L/mol。〖归纳〗归纳得出公式：气体体积V=n•Vm〖小结〗指导学生构建知识网络——小结物质的量、质量、粒子数、气体体积之间的相互关系，用实物投影仪展现学生小结出的不同知识网络，组织学生相互评价，在讨论和交流中再次展现和发展学生的思维。补充习题1、标准状况下，2.2gCO2的体积是多少?2、标准状况下10g氢气的体积是多少升？6.72L二氧化碳气体的质量为多少克？3、现有3.4gH2S和0.1molHBr气体。(1)不同条件下，哪个分子数较多?(2)相同条件下，哪个该用较大的容器装?(3)不同条件下，哪个质量大?大多少?(4)哪个所含H原子的物质的量多?多多少?(5)其中含S和Br各多少克?4、标准状况下有（1）6.72LCH4(2)3.01×1023个HCl分子（3）13.6gH2S，下列对这三种气体的关系从小到大的排列顺序是：A、物质的量______________B、体积___________________C、质量__________________D、氢原子数_______________5、N2、CO2、SO2三种气体的质量比为7：11：16时，它们的分子个数比为___________；物质的量之比为___________；同温同压下体积比为___________。作业：P1810五、教学后记：1.2化学计量在实验中的应用（第3课时）一、教学目标【知识目标】理解物质的量浓度的基本涵义，掌握物质的量浓度的简单计算和溶液稀释时有关的计算【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，初步学会容量瓶的使用方法和技能。2、初步学会对比分析的学习方法【道德情感目标】1、通过溶液配制实验，体验化学实验的严谨性，学会反思、评价实验情况，提高实验探究和自主学习化学的能力，在合作与交流中培养合作精神，提高实践能力2、通过概念的学习和溶液的配制，培养理论联系实际的学习自然科学的思想。从概念的应用中，培养逻辑思维和抽象概括的能力。3、培养学习自然科学的学习兴趣以及严谨求实的学习态度。在实验探究中体验探究的乐趣，培养学生基本的科学素养。4、通过实验的教学培养仔细观察实验现象，发现问题的本质以及独立探讨解决问题的方法。二、重点与难点【重点】物质的量浓度的概念，一定物质的量浓度溶液的配制方法【难点】一定物质的量浓度溶液的配制方法三、教学器材投影仪、容量瓶、胶头滴管、玻璃棒、烧杯四、教学方法与过程分析法、实验法〖引入〗浓度一般是指溶质与溶液之间的量的关系。初中学过的溶质的质量分数是通过溶质与溶液的质量关系来表示溶液的组成。〖问题〗如何配制100g20%的？如何从该溶液中取出含0.1molNaCl的溶液？〖讲解〗显然过程较为繁琐，由此可见溶质的质量分数在实际使用时有很多不便之处。对于溶液，量取体积要比称量质量更易操作。能不能通过量取一定体积的溶液就知道其中含有多少摩尔溶质呢？为此我们要引入一个新的表示溶液浓度的物理量。〖问题〗根据溶质与溶液的相关物理量，你认为还用哪些溶液浓度来表示？〖讨论〗学生小组讨论交流，并与溶质的质量分数进行对比〖讲解〗为了达到上述取液目的，我们只要知道一定体积的溶液里含有多少摩溶质即可，这在化学上叫做物质的量浓度〖阅读〗P14物质的量浓度的概念及其表示方法、单位，强调是溶液的体积而非溶剂的体积。〖练习〗1mol/LNaOH溶液的含义是什么？将0.5molNaOH配成2L溶液，该溶液的物质的量浓度是多少？100mL1mol/LNaOH溶液中，NaOH的物质的量是多少？从该溶液中倾倒出20mL，此20mLNaOH溶液的物质的量浓度还是1mol/L吗？为什么？将10gNaOH溶解在250mL水中，所得溶液的物质的量浓度是1mol/L吗？〖过渡〗物质的量浓度的溶液是生产上和科学实验上常用的一种表示溶液组成的重要方法。因此，我们要学会配制一定物质的量浓度的溶液。〖讲解〗由于有些实验对溶液的浓度要求非常高，所以下面我们不仅要掌握配制方法、步骤，还要研究怎样配制浓度精确的溶液。实际上误差大致分为两种：一种是仪器本身的不精确造成的，称为系统误差；另一种是在实验过程中由于操作方法不当而引起的，称为偶然误差，我们在实验过程中要从这两个方面来减小误差。下面我们以“用NaCl固体和蒸馏水为原料配制100mL1.00mol/LNaCl溶液”为例进行研究。〖活动〗分小组设计实验方案（要设计出实验步骤和每步所需实验仪器），全班交流，选出