高一化学教师用书—第三章物质的量.doc

第三章 物质的量 本章说明一、教材分析物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一，单位是摩尔，简称摩，符号是mol。物质的量是化学中的一个很重要的基本概念，根据物质的量的概念，可以导出摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等许多在化学中有重要应用的基本概念。因此，物质的量被广泛地应用于工农业生产和科学研究中。在中学化学中讲授这些知识，对于学生进一步深入理解微观粒子与宏观物质之间的联系，特别是对于培养学生的化学计算技能和实验技能都有着非常重要的意义。本章内容分为三节。按照知识的内在联系，这三节内容是一个不可分割的整体。本章第一节着重介绍物质的量及其单位以及摩尔质量，后二节介绍气体摩尔体积和物质的量浓度，并分别讨论了有关概念的简单计算。教材有计划地将物质的量在化学方程式计算中的应用分散到后面的章节中逐步进行介绍，目的是既减轻学生学习本章知识时的负担，又有利于学生加深理解、巩固和运用有关的概念，特别是可以深化对物质的量及其单位的认识。本章教材具有以下特点：1.概念多，理论性强，教学难度较大本章概念比较多，理论性比较强，而且都很抽象。限于学生的接受能力，不能要求学生在本章中就对这部分内容理解得很透彻，只能要求学生在学习本章知识时，对所学的知识能够基本理解。因此，教材在叙述过程中，考虑到学生的接受能力，在注意科学性的同时，恰当地把握教材内容的深广度，以学生可以理解的方式介绍了这部分内容。2.加强教学的直观性教材在讲述教学难度比较大的一些概念，如物质的量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积等时，在用简洁的语言介绍概念的同时，尽可能多地利用比喻性的描述和直观教具，尽量将抽象的概念形象化，以帮助学生理解和记忆。对于易混淆的概念，如物质的量与摩尔、质量与摩尔质量、摩尔质量与相对分子质量或相对原子质量等，教材在介绍概念的同时，还通过具体的应用进行对比，指出它们之间的区别和联系，帮助学生正确认识各个概念。3.重视新旧知识的密切联系本章的知识，虽然概念较多，但与学生以前学过的知识有着密切的联系，本章知识之间的联系就更密切了。因此，教材在叙述有关内容时，注意联系学生已有的化学知识。如在讲授物质的量浓度时，采用了与学生学过的溶液中溶质的质量分数进行对比的方式进行，等等。4.加强实验教学本章的演示实验比较少，但对实验的定量要求却是比较高的。因此，教材在介绍有关的演示实验时，向学生介绍了实验原理和实验的主要步骤，以帮助学生在正确理解实验原理的基础上学习有关的实验技能。本章教学重点：物质的量及其单位摩尔、气体摩尔体积和物质的量浓度的概念，有关物质的量浓度的计算。本章教学难点：物质的量及其单位摩尔。二、课时分配建议第一节 物质的量 2第二节 气体摩尔体积 2第三节 物质的量浓度 3实验四 配制一定物质的量浓度的溶液 1 本章复习 2第一节 物质的量一、教学目的要求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.使学生了解摩尔质量的概念。3.使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。4.培养学生演绎推理、归纳推理的能力。二、教材分析和教学建议摩尔是1971年10月第14届国际计量大会通过的国际单位制中7个基本单位之一，在中学化学中引入摩尔这个单位是非常重要的。本节教材主要介绍物质的量及其单位和摩尔质量。物质的量这个词对学生来说是比较陌生、抽象、难懂的，而且非常容易将物质的量与物质的质量混淆起来，以致错误地理解物质的量的涵义。因此，使学生正确地理解物质的量这一概念，是学生学好这一章知识的前提条件之一。教材在介绍物质的量及其单位时，没有谈到“系统”和“基本单元”这两个词。这是由于学生现有的知识基础还不够，他们很难理解这两个词的真正涵义，如果此时在教材中出现这两个词，就会给学生的学习造成一定的困难。教师在处理这部分教材内容时，也应注意到这个问题，不要将有关物质的量的教学内容随意加深或拓宽，以防止加大教学的难度。关于摩尔质量，教材是从摩尔质量与相对原子质量或相对分子质量关系的角度来导出的。这种推导，有利于学生对摩尔质量的了解。本节中有关摩尔质量的计算，都是涉及摩尔质量概念的计算，即摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间，以及物质的量、摩尔质量、质量之间的计算。这类计算可以帮助学生更好地理解物质的量和摩尔质量的概念，也可以通过具体的计算来运用和进一步巩固概念。在进行有关摩尔质量的计算时，教材重视培养学生应用化学知识进行有关化学计算的能力。同时，强调解题格式的规范化。教学建议如下：1.在引入物质的量这一物理量时，可从让学生认识引入该物理量的必要性入手，以增强学生学习的积极性。例如，可让学生用托盘天平称量1粒小米、1粒大米和1粒大豆的质量，然后再称量100粒小米、100粒大米、100粒大豆的质量。以此来说明尽管小米、大米、大豆都是宏观物体而不是微观粒子，可是用托盘天平难以称量它们1粒的质量，而称100粒的质量是极易办到的。所以科学上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。2.介绍物质的量时，可让学生联想熟知的长度、质量、时间等，指出“物质的量”与它们一样是一个基本物理量的名称，四个字是一个整体，不能拆开理解。3.有关物质的量的单位摩尔的教学(1)使学生了解摩尔是物质的量的单位。像长度、质量、时间分别具有米、千克、秒等单位一样，物质的量这个基本物理量也有它的单位摩尔。(2)每一基本物理量的单位都有它的标准。如质量单位千克的标准是国际千克原器，这一点学生在初中物理中已经学过，因此可让学生在联想的基础上，指出摩尔这个单位是以0.012 kg 12C中所含的原子数目为标准的，而0.012 kg 12C中所含的原子数目约为6.021023，所以1 mol任何粒子的粒子数目都约为6.021023。(3)应该强调，物质的量这个物理量只适用于微观粒子，使用摩尔作单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类要用化学式表示。4.摩尔质量与相对分子质量和相对原子质量的关系，可以通过运算推导而得出结论。例如，1个氢原子的质量1.67410-24 g1 mol H 的质量1.67410-24 g6.0210231.01 g1个氧原子的质量2.65710-23 g1 mol O 的质量2.65710-23 g6.02102316.0 g1个水分子的质量21.67410-24 g2.65710-23 g2.99210-24 g1 mol H2O的质量2.99210-24 g6.02102318.0 g通过这样的推导，可以清楚地看出原子的质量和分子的质量与摩尔质量之间的关系。再通过相对原子质量和相对分子质量的定义，并对H、O的相对原子质量和H2O的相对分子质量与1 mol H、1 mol O、1 mol H2O的质量数值进行比较，找出摩尔质量与相对分子质量和相对原子质量的关系。5.关于摩尔质量的计算中涉及的数学运算是比较简单的，但要引导学生在分析各个量的意义和联系的基础上进行运算，不要变成抛开化学概念的纯数学运算。同时要强调解题格式的规范化，规范化的解题格式有助于学生对概念的理解和巩固。本节教学重点：物质的量及其单位。三、部分习题参考答案习题二：1.B 2.D 3.D 4.B习题三：1.(1) 0.25 mol (2) 2 mol (3) 1.2 mol2.(1)Ar：40 gmol、Al：27 gmol、Br2：160 gmol(2)KOH：56 gmol、Ca(OH)2：74 gmol、NH4NO3：80 gmol、FeCl3：162.5 gmol、CuSO45H2O：250 gmol3(1)0.25 mol (2)5 mol (3)0.125 mol4(1)48 g (2)64 g (3)32 g5n(Ca)n(Mg)n(Cu)n(Fe)1610250146(1)0.2 mol (2)Cu2+：0.2 mol、Cl-：0.4 mol四、资料1.物质的量的单位摩尔摩尔一词来源于拉丁文moles，原意为大量和堆集。早在20世纪40至50年代，就曾在欧美的化学教科书中作为克分子量的符号。1961年，化学家E.A.Guggenheim将摩尔称为“化学家的物质的量”，并阐述了它的涵义。同年，在美国化学教育杂志上展开了热烈的讨论，大多数化学家发表文章表示赞同使用摩尔。1971年，在由41个国家参加的第14届国际计量大会上，正式宣布了国际纯粹和应用化学联合会、国际纯粹和应用物理联合会和国际标准化组织关于必须定义一个物质的量的单位的提议，并作出了决议。从此，“物质的量”就成为了国际单位制中的一个基本物理量。摩尔是由克分子发展而来的，起着统一克分子、克原子、克离子、克当量等许多概念的作用，同时把物理上的光子、电子及其他粒子群等“物质的量”也概括在内，使在物理和化学中计算“物质的量”有了一个统一的单位。第14届国际计量大会批准的摩尔的定义为：(1)摩尔是一系统的物质的量，该系统中所含的基本单元数与0.012 kg 12C的原子数目相等。(2)在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合。根据摩尔的定义，12 g 12C中所含的碳原子数目就是1 mol，即摩尔这个单位是以12 g 12C中所含原子的个数为标准，来衡量其他物质中所含基本单元数目的多少。摩尔跟其他的基本计量单位一样，也有它的倍数单位。1 Mmol1 000 kmol1 kmol1 000 mol1 mol1 000 mmol那么，什么样的特定组合才符合摩尔定义中所规定的基本单元的涵义呢?凡是物质系统中能以化学式表示，同时又可以计数的特定组合都可以计量它的物质的量。国际纯粹和应用化学联合会于1979年出版的“物理化学量和单位的符号与术语手册”(第二次修订本)中对摩尔的应用示例作了重要的增补，即：1 mol HgCl 其质量为236.04 g1 mol Hg2Cl2 其质量为472.08 g1 mol Hg22+ 质量为401.8 g，带有192.97 kC的电量1 mol Ca2+ 其质量为20.04 g，带有96.49 kC的电量1 mol e- 其质量为548.60 g，带有-96.49 kC的电量1 mol某种混合物，其组分的摩尔分数(x)为：x(N2)0.780 9x(O2)0.209 5x(Ar)0.009 3x(CO2)0.000 3具有的质量为28.964 g。1 mol频率为1014 Hz的光子，具有39.90 kJ的能量。2.在使用摩尔时，为什么必须指明粒子的种类摩尔是微观粒子的计量单位，它所量度的对象是构成物质的基本粒子(如原子、分子、离子、电子等)或是它们的特定组合。即凡是可以使用化学式表示的微观粒子或它们的特定组合，都可以使用摩尔来量度。因此，在使用摩尔时，必须要指明所量度的微观粒子的名称和微观粒子特定组合的名称。在表示所量度的微观粒子的名称和微观粒子特定组合的名称时，必须要使用名称的符号，而不能使用中文。例如，说1 mol氢，概念就模糊了，是毫无意义的，违反了物质的量的单位的使用规则。因为氢是元素的名称，不是粒子的名称，也不是粒子的符号或化学式。3.物质的质量、物质的量、摩尔质量之间的区别和联系物质的质量跟物质的量不仅物理意义不同，而且单位也不同。物质的质量是一个基本物理量，指物体中所含物质的多少，其SI单位是千克(kg)；物质的量也是一个基本物理量，其SI单位是摩(mol)。如1 mol O2，即氧气的物质的量是1 mol，其质量则为32 g。摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是克摩或千克摩(gmol或kgmol)等。摩尔质量以克摩为单位时，在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。对于某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而发生变化。例如，1 mol O2的质量是32 g，2 mol O2的质量是64 g，但O2的摩尔质量并不会发生任何变化，还是32 gmol。4.国际单位制简介在日常生活、工农业生产和科学研究中，经常要使用一些物理量来表示物质及其运动的多少、大小、强度等。例如，1 m 布、2 kg 糖、30 s等等。有了米、千克这样的计量单位，就能表达这些东西的数量。但是，由于世界各国、各民族的文化发展的不同，往往会形成各自的单位制，如英国的英制、法国的米制等。因而使得同一个物理量常用不同的单位来表示。例如，压强的单位有千克平方厘米、磅平方英寸、标准大气压、毫米汞柱、巴、托等多种。这样多的单位在换算过程中很容易出现差错，这对于国际科学技术的交流和商业往来是非常不方便的。因此，就有了实行统一标准的必要。1960年以来，国际计量会议以米、千克、秒制为基础，制定了国际单位制(简称SI)。国际单位制是在米制基础上发展起来的，于1960年第11届国际计量大会通过。目前已有80多个国家宣布采用国际单位制，工业比较发达的国家几乎全部采用了国际单位制。1977年5月，我国国务院颁布了中华人民共和国计量管理条例(试行)，并在第三条中明确规定“我国的基本计量制是米制(即公制)，逐步采用国际单位制”。1981年4月，经国务院批准颁发了中华人民共和国计量单位名称与符号方案(试行)，要求在全国各地试行。经过多次的增补，现在的国际单位制由下列部分组成：国际单位制的主要优点在于它的统一性。它不仅是一个统一的单位制，有利于国际交流，而且还表现在每一个物理量只用一个单位来表示。例如，不论是机械能、电能、热能、化学能或是原子能，只要是能量就都可以用焦尔(符号是J)来表示。国际单位制的另一个优点就是它能够分清质量、力和重量的关系。它采用牛顿作为力的单位，其他有关力的单位，如压强、重量等，则都是由牛顿导出的。下表中列出一些用SI单位表示的在中学中常用的物理量。物 理 量 名 称符号SI 单 位 数 值元电荷阿伏加德罗常数电子静质量质子静质量中子静质量法拉第常数摩尔气体常数标准状况时压强和温度标准状况时气体摩尔体积eNAmempmaFRP、TVm，01.602 177 3310-19 C6.022 136 71023 mol-19.109 389 710-31 kg1.672 623 110-27 kg1.674 928 610-27 kg9.648 530 9104 Cmol-18.314 510 Jmol-1K-1101.325 kPa、273.15 K0.022 414 10 m3mol-15.与国际单位制并用的我国法定计量单位1984年2月，国务院发布了关于在我国统一实行法定计量单位的命令，要求在全国范围内逐步实行法定计量单位。下表中给出了与国际单位制并用的我国法定计量单位。量的名称单位名称单位符号与SI单位的关系时间分小时日，(天)minhd1 min60 sl h=60 min1 d=24 h平面角度角分角秒1(180)rad1(160)(160)体积升L(l)1 L1 dm310-3 m3质量吨原子质量单位tu1 t103 kg1 u1.660 54010-27 kg旋转速度转每分rmin1 rmin(160)s-1长度海里n mile1 n mile1 852 m(只用于航行)速度节kn1 kn1 n mileh(只用于航行)能电子伏eV1 eV1.602 17710-19 J级差分贝dB 线密度特克斯tex1 tex10-6 kgm面积公顷hm21 hm2104 m2第二节 气体摩尔体积一、教学目的要求1.使学生在认识气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，了解气体摩尔体积的含义。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、归纳和总结的能力。二、教材分析和教学建议本节教材首先介绍气态物质的体积与外界温度、压强之间的关系，在物质的量概念的基础上，讲解气体摩尔体积的概念。这是以后学习有关气态反应物和生成物的化学方程式的计算，以及学习化学反应速率和化学平衡的必要的基础知识。本节教材在内容的处理上采用两种方法。1.对比法根据学生的生活实际，通过思考和计算的方法，对比1 mol固体、液体、气体的体积，并配以插图，目的是加深学生对气体摩尔体积的认识。2.从具体事实出发以固体、液体、气体中分子之间的距离和它们受外界因素如温度、压强等影响的结果为基础，讲解在相同条件下，相同物质的量的气体具有相同体积的原因，用以巩固学生对相同物质的量的物质中含有相同的粒子数的认识，并进一步理解相同物质的量的气体，在相同的条件下具有相同体积的原因。教材在复习物质的量的基础上，通过计算得出在20 时1 mol Fe、Al、Pb、H2O、H2SO4的体积。根据1 mol不同固态物质和液态物质体积的不同，介绍了它们体积不同的原因。即构成固态物质和液态物质的粒子之间的距离是非常小的，在粒子数相同的条件下，固态物质和液态物质的体积主要决定于原子、分子或离子本身的大小。由于构成不同物质的原子、分子或离子的大小是不同的，所以，1 mol不同固态物质和液态物质的体积也就有所不同。在学生知道了1 mol不同固态物质和液态物质的体积不同的原因以后，教材中又提出“1 mol气态物质的体积是不是也不相同呢”的问题。然后，通过讨论计算出标准状况下1 mol H2、O2、CO2的体积，得出了在标准状况下1 mol不同气体的体积都约为22.4 L的结论。为了从理论上阐述这个结论的正确性，教材仍从组成气态物质的分子的大小和分子之间的平均距离进行论述，使学生认识到气态物质的体积，主要决定于气态物质分子之间的平均距离。由于气态物质分子之间的平均距离比分子本身的直径要大很多倍，因此，分子的大小和分子之间的作用力就显得微不足道了，在一般情况下可以忽略不计。为了使学生能够更好地了解气体摩尔体积的概念，教材中指出了气体摩尔体积的四个要素：1.状态气体摩尔体积是指气态物质而言。在一定的温度和压强下，气体分子之间的平均距离几乎都相等，与气体分子本身的构成和性质无关，气体的体积只随分子数目的多少而改变。所以，在同温、同压下，含有相同数目分子的气体的体积必然相等。2.状况一定量气体的体积是随着温度和压强等外界条件的改变而改变的。只有在同温、同压的条件下，气体分子之间的平均距离才近似相等，这时含有相同分子数目的气体才会占有相同的体积。标准状况是指温度为0 ，压强为101.325 kPa时的状况，处在标准状况下的1 mol任何气体，都含有相同数目的分子，因而也就占有相同的体积，且都约为224 L。不处在标准状况下的1 mol任何气体虽然体积也相等，但不是22.4 L。3.定量在同温、同压下，气体的体积与其所含的分子数目成正比。1 mol任何气体都约含有6.021023个分子，因而在标准状况下，只有1 mol气体的体积才约等于22.4 L。若气体的物质的量不是1 mol，气体的体积也就不是22.4 L，而是22.4 Lmoln。4.数值一定量气体的质量(m)与其密度()之比，就是这一定量气体的体积。气体的摩尔质量(M)与该气体在标准状况下的密度之比就是标准状况下的气体摩尔体积。必须要加以说明的是：标准状况下1 mol任何气体的体积都约为22.4 L是特殊条件下的气体摩尔体积(即是阿伏加德罗定律的特例)。同时，在标准状况下气体的摩尔体积近似为22.4 Lmol，因而，在22.4 Lmol的前面都须加“约”字。为了帮助学生了解有关气体摩尔体积的知识，教材中以图的形式将22.4 L形象化，以增加学生的感性认识。关于气体摩尔体积的计算，重点是使学生通过简单计算进一步了解气体摩尔体积的概念，不要求进行比较复杂的关于气体摩尔体积的计算。一定量气体的物质的量、质量和标准状况下的体积可以通过气体摩尔体积、摩尔质量和标准状况下的密度建立下面的关系：教学建议如下：1.在处理气体摩尔体积这部分教材时可以有两种不同的方式。一种方式的基本步骤如下：(1)由上节摩尔质量概念入手导入本节，并给出一定条件下某些固态、液态、气态物质的密度，由学生计算1 mol这些物质在特定条件下所具有的体积。1 mol物质在特定条件下所具有的体积物质1 mol物质的质量密度1 mol物质所具有的体积Fe56 g7.8 gcm-3(20 )7.2 cm3Al27 g 2.7 gcm-3(20 ) 10 cm3Pb207 g11.3 gcm-3(20 )18.3 cm3H2O18 g1 gcm-3(4 )18 cm3H2SO498 g1.83 gcm-3(20 )53.6 cm3H22.016 g0.089 9 gL-1(标准状况)22.4 LO232.00 g1.429 gL-1(标准状况)22.4 LCO244.01 g1.977 gL-1(标准状况)22.3 L(2)引导学生分析、发现：在相同条件下，1 mol固态、液态物质所具有的体积各不相同，而1 mol气态物质所具有的体积却大致相同，因此研究气体摩尔体积就具有特殊的意义。启发学生从摩尔质量的定义类推出气体摩尔体积的定义，讲清楚22.4 Lmol是在特定条件下的气体摩尔体积。(3)组织学生阅读、讨论物质体积的大小取决于哪些因素?当粒子数一定时，固态、液态、气态物质的体积主要取决于什么因素?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才有意义?为什么在相同条件下，1 mol固态、液态物质所具有的体积不同，而1 mol气态物质所具有的体积却相同?在相同条件下，相同物质的量的气体所具有的体积是否相同?另一种方式的基本步骤如下：(1)分别展示1 molFe、Al、Pb、H2O、H2SO4的实物，说明它们所含的粒子数相同，但所具有的体积却不同。组织学生讨论：固态、液态、气态物质体积的大小取决于什么因素?为什么1 mol固态、液态物质所具有的体积不同?(2)设问：1 mol气体物质所具有的体积是否相同?组织学生计算：标准状况下1 mol H2、O2、CO2的体积。组织学生阅读、讨论：在粒子数一定的情况下，气体体积主要取决于什么因素?比较一定量气体的体积，为什么要在相同的温度和压强下才有意义?为什么标准状况下1 mol气体的体积都约为22.4 L?在相同条件下，相同物质的量的气体所具有的体积是否相同?(3)引入气体摩尔体积的概念，说明22.4 Lmol是在特定条件下的气体摩尔体积。教师可自制22.4 L模型在课堂上展示。对于粒子数一定，固态、液态物质的体积主要取决于粒子本身的大小，而气态物质则主要取决于粒子间的距离这一点，可以通过形象化的比喻来帮助学生理解：相同数目的乒乓球与排球紧密堆集时所占体积主要取决于球本身的大小，即球本身的大小不同，体积不同；如果球都相距很远，所占体积则主要取决于距离的大小，距离相同时所占的体积也就大致相同。2.有关气体摩尔体积的计算要求侧重基础题，不要把概念的理解和运用变成纯数学运算。对于例题，可让学生独立演算，然后对照教材，由教师进行讲评，着重强调单位的一致和格式的规范化。要明确地告诉学生：计算标准状况下气体反应物或生成物的质量和物质的量时，一般用“克(g)”和“摩(mol)”为单位；计算反应物或生成物的体积和物质的量时，已知的气体反应物和生成物一般用“升(L)”和“摩(mol)”为单位。本节教学重点：气体摩尔体积的概念和有关气体摩尔体积概念的计算。三、部分习题参考答案习题二：1.D 2.B 3.C 4.A 5.D 6.B 7.B习题三：1.正确。2.不正确。当温度高于0 时，一定量气体的体积可能小于22.4 L，也可能大于22.4 L，还可能等于22.4 L。这一定量气体的体积究竟是多大，与气体的物质的量和压强有关。3.不正确。当压强大于101 kPa时，1 mol任何气体的体积可能小于22.4 L，也可能大于22.4 L，还可能等于22.4 L。这1 mol任何气体的体积究竟是多大，还与气体的温度有关。习题四：1. (1)2.24 L (2)22.4 L (3)22.4 L (4)44.8 L2. 403. (1)11，11 (2)78四、资料1.国际单位制的导出单位与摩尔体积导出单位是由基本单位(包括辅助单位)通过一定的乘或除关系的代数式而导出的。有些导出单位具有专门的名称和符号。这些具有专门名称和符号的导出单位又可以用来表示其他的导出单位。摩尔体积是一个具有专门名称和符号的导出单位，是一个具有一定物理意义的物理量。摩尔体积的符号为Vm，其SI单位为m3mol(在中学化学中常用Lmol)。在标准状况下，理想气体的摩尔体积是一个常数，即：Vm,0(0.022 414 100.000 000 19) m3mol2.怎样理解标准状况下的气体摩尔体积气体摩尔体积的定义为“单位物质的量的气体所占的体积”，即“气体摩尔体积是气体的体积与气体的物质的量之比”。从气体摩尔体积的定义中我们可以看出，气体摩尔体积的数学表达式为：气体摩尔体积的一个特例就是在标准状况下的气体摩尔体积(Vm,0)。在标准状况下，1 mol任何气体的体积都约等于22.4 L。在理解标准状况下的气体摩尔体积时，不能简单地认为“22.4 L就是气体摩尔体积”，因为这个22.4 L是有特定条件的。这些条件就是：(1)标准状况，即0 和101.325 kPa，气体的物质的量为1 mol，只有符合这些条件的气体的体积才约是22.4 L。因此，22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积。(2)这里所说的标准状况指的是气体本身所处的状况，而不是指其他外界条件的状况。例如，“1 mol H2O(g)在标准状况下的体积为22.4 L”是错误的，因为在标准状况下，我们是无法得到气态水的。(3)根据pVnRT的气态方程可知，1 mol任何气体的体积若为22.4 L，它所处的状况不一定就是标准状况。因此不能简单地认为，只有在标准状况下，1 mol任何气体的体积才约为22.4 L。3.应用气体摩尔体积进行计算时应注意的一些问题气体摩尔体积在化学计算中具有十分重要的意义。首先，可以通过一定质量的气体在标准状况下所占的体积，计算出气态物质的相对分子质量；其次，可以计算出一定质量的气态物质在标准状况下所占的体积；第三，可以计算化学反应中气态物质的体积。在利用这一概念进行化学计算时，必须注意下列几个问题：(1)22.4 L是1 mol任何气体在标准状况下的体积，因此在非标准状况时不能使用22.4 Lmol。(2)只适用于气态物质，对于固态物质和液态物质来讲是不适用的。(3)气体摩尔体积约为22.4 Lmol，22.4这个数值专指标准状况而言的。如果温度或压强有所变化，则要根据气体状态方程进行换算(应用气体状态方程计算气态物质的体积，在中学化学中不作为教学要求，但教师对此应心中有数，在教学时要留有余地，不要讲得过死)。4.阿伏加德罗定律1805年，盖吕萨克(Joseph Louis GayLussac)在用定量的方法研究气体反应体积间的关系时，发现了气体定律：当压强不变时，反应前的气体跟反应后生成的气体体积间互成简单的整数比。这一定律的发现，引起了当时许多科学家的注意。贝采里乌斯(Jons Jacob Berzelius)首先提出了一个假设：在同温同压时，同体积的任何气体都含有相同数目的原子。由此可知，如果在同温同压时，把某气体的质量与同体积的氢气的质量相比较，便可以求出该气体的相对原子质量。但是，有一系列的矛盾是这种假设所不能解释的。例如，在研究氢气和氯气的反应时，假设同体积的气体中含有相同数目的原子，那么，1体积的氢气和1体积的氯气绝不可能生成多于1体积的氯化氢。但是，在实验中却得到了2体积的氯化氢。在研究其他反应时，也出现了类似的矛盾。为了解决上述矛盾，1811年，意大利物理学家阿伏加德罗(Amedeo Avogadro)在化学中引入了分子概念，提出了阿伏加德罗假说，即在同温同压下，同体积的任何气体都含有相同数目的分子。根据这个观点，阿伏加德罗完善地解释了盖吕萨克的气体反应定律。例如，1体积的氢气和1体积的氯气化合，之所以生成了2体积的氯化氢，是由于1个氢分子是由2个氢原子构成的，1个氯分子是由2个氯原子构成的，它们相互化合就生成2体积的氯化氢。阿伏加德罗假说不仅圆满地解释了盖吕萨克的实验结果，还确定了气体分子含有的原子数目，开辟了一条确定相对分子质量和相对原子质量的新途径。但是，这个假说在当时并没有得到公认。当时，化学界的权威道尔顿(John Dalton)和贝采里乌斯反对阿伏加德罗假说，他们认为由相同原子组成分子是绝不可能的。在19世纪60年代，由于意大利化学家康尼查罗(Stanislao Cannizzaro)的工作，阿伏加德罗假说才得到了公认。现在，阿伏加德罗假说已经被物理学和化学中的许多事实所证实，公认为一条定律了。利用阿伏加德罗定律，我们可以做出下面的几个重要的推论：(1)同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的相对分子质量之比。即：m1m2Mr1Mr2。(2)同温同压下，任何气体的体积比等于它们的物质的量之比。即：V1V2n1n2。(3)同温同压下，相同质量的任何气体的体积比等于它们的相对分子质量的反比。即：V1V2Mr2Mr1。(4)同温同压下，任何气体的密度比等于它们的相对分子质量之比。即：12Mr1Mr2。(5)恒温恒容下，气体的压强比等于它们的物质的量之比。即：p1p2n1n2。第二节 气体摩尔体积 教案第一课时教学目的1.使学生在了解气体的体积与温度和压强有密切关系的基础上，了解气体摩尔体积的概念。2.通过气体摩尔体积的教学，培养学生分析、推理、归纳的能力。3.通过本节内容的教学，使学生主动参与教学过程，激发学生的学习兴趣。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教学方法 启发归纳应用教学用品 投影仪教学过程复习提问1.摩尔质量的定义是什么?2.物质的质量、体积、密度之间的关系是什么?引言通过前一节摩尔质量的学习，我们将宏观质量与微观粒子联系在一起。板书那么，物质的体积与微观粒子之间存在什么关系呢?投影给出一些物质的数据(0 、101 kPa)物质粒子数质量g密度(0 )体积Fe6.02102355.87.88 gcm3Al6.02102326.982.7 gcm3Pb6.021023207.211.3 gcm3H2O6.02102318.01.0 gL (4)H2SO46.02102398.01.83 gLH26.0210232.0160.089 gLO26.02102332.001.43 gLCO26.02102344.011.977 gL学生活动(1)要求学生利用质量、体积、密度的关系求出体积，填好表中空格。(可将学生分为34组分别完成。)(2)启发学生分析研究所得的数据，发现规律性。师生共同活动总结规律：(1)相同条件下，相同物质的量的不同物质所占的体积固体液体气体(2)相同条件下，气体体积近似相等而固体、液体却不相等。提问为什么有上述规律?师生共同活动决定物质体积大小有三个因素：物质粒子的多少物质粒子本身的大小物质粒子之间距离的大小教师引导上述计算中，物质的粒子都一样多，所以只有后两个因素在起作用。投影固体Fe、液体H2O、气体CO2粒子间距示意图(引导观察，从中发现问题并得出结论：固体、液体粒子间距比气体粒子间距小得多。)教师引导通过分析发现，决定气体体积大小的主要因素是粒子间平均距离的大小，从而解决问题并进一步得出：在上述条件下气体体积近似相等且约为224 L。设问在其他条件下，气体是否也遵循这个规律呢?(从而引入气体摩尔体积)板书第二节 气体摩尔体积一、气体摩尔体积1.定义：单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。2.决定因素：气体分子间平均距离的大小引导学生讨论影响因素总结归纳得出影响因素有温度和压强。板书3.影响因素温度越高，体积越大压强越大，体积越小提问在101 kPa、0 时，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，22.4 L与气体摩尔体积是什么关系?讲解V代表气体的体积，Vm代表气体的摩尔体积，两者有一定的关系。板书4VmVn 单位：Lmol投影(巩固练习)判断下列叙述是否正确。A.标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 LB.1 mol气体的体积约为22.4 LC.1 mol氖气和1 mol氧气体积相同D.标准状况下，1 mol氧气和氮气混合气体(任意比)的体积约为22.4 LE.22.4 L气体所含的分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数小结气体摩尔体积的含义、影响因素及其相互关系。作业1.教材习题二、三。2.思考：在相同压强下，两种气体的物质的量与体积有何关系?3.预习有关气体摩尔体积的计算。(天津市武清县杨村一中 高仰山 赵学斌)第三节 物质的量浓度一、教学目的要求1.使学生理解物质的量浓度的概念。2.使学生掌握有关物质的量浓度的计算。3.使学生初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能。二、教材分析和教学建议本节主要包括物质的量浓度的概念、有关物质的量浓度的计算和配制一定物质的量浓度溶液的方法三部分。本节教材是在溶质的质量分数和物质的量概念的基础上，使学生掌握溶液中溶质的物质的量浓度这种表示溶液组成的方法。通过本节知识的学习，可以使学生扩大对溶液组成表示方法的认识，提高化学计算的能力和初步学会配制一定物质的量浓度溶液的实验技能，并为以后的学习打下一定的基础。所以，本节教材是高中化学教材中的重点内容，也是高中化学中有关化学计算和实验基本操作的重点内容之一。本节教材在内容的处理上采用了以下方法。1.重视与初中化学知识的衔接和化学基本概念的应用教材首先对初中化学中有关溶液组成和溶液中溶质的质量分数的知识进行了复习，指出溶液中溶质的质量分数只是用于表示溶液组成的一种方法。在讲授物质的量浓度的应用时，指出在科学实验和工农业生产中，人们在使用溶液时，一般都是量取溶液的体积，而较少去称量它的质量。对于在溶液中发生的化学反应来说，溶液中的反应物和生成物的物质的量之间也存在着一定的关系。我们从溶质的物质的量浓度就可以直接求得溶液中溶质的物质的量，这既有利于进行有关的化学计算，也说明了物质的量浓度在科研和生产中的重要性。2.对于物质的量浓度，着重从以下几点进行分析(1)物质的量浓度是溶液中溶质的物质的量与溶液体积之比，即是用单位体积溶液中溶质的物质的量来表示溶液组成的一个物理量，它的数学表达式为：从物质的量浓度的定义和数学表达式中，我们也可以看出：物质的量浓度是用“”表示溶液组成的，它与以“”为特征的溶质的质量分数有着本质的区别。(2)通过物质的量浓度，可以很容易地知道溶液中溶质的物质的量，还可以通过溶质的摩尔质量计算出溶质的质量(如果将物质的量浓度与阿伏加德罗常数联系起来，还可以计算出溶液中溶质的粒子数目)。在溶液中进行的化学反应，反应物与反应物、生成物与生成物、反应物与生成物之间都存在着一定的物质的量的关系，即存在着一定的物质的量之比，物质的量浓度为这方面的化学计算提供了便利的条件。(3)对于一定物质的量浓度的溶液来说，不论取用它的体积是多少，虽然在不同体积的溶液中溶质的物质的量不同，但溶液中溶质的物质的量浓度是不变的。这一点若不向学生讲清楚，就可能会给学生造成概念上的混淆，使他们错误地认为取用体积较大的溶液时，溶质的物质的量大，物质的量浓度就必然要大；取用体积较小的溶液时，因溶液中溶质的物质的量小，物质的量浓度就必然要小，这显然是不正确的。为了解决这个问题，教材以讨论的方式启发学生的思维，帮助学生正确地认识物质的量和物质的量浓度这两个概念的联系和区别。3.介绍配制一定物质的量浓度的溶液的方法，为学生亲自动手做实验打下基础配制一定物质的量浓度的溶液的教学重点是：使学生掌握配制原理和初步学会容量瓶的使用方法。为了提高所配制的溶液的精确度，教材中着重说明用蒸馏水洗涤烧杯数次的必要性，以及向容量瓶中转移溶液的方法。4.通过有关物质的量浓度的计算，培养学生的计算技能，加深对概念的理解关于物质的量浓度计算的教学内容，教材是以例题的形式给出的。通过具体的题目进行教学，既可以使学生掌握此类化学计算的具体方法，也可以使学生在学习计算方法的同时，进一步加深对有关概念的理解。由于物质的量浓度与学生在初中学习的溶液中溶质的质量分数是完全不同的，因此学生在学习时可能会感到困难。这个困难主要来自学生对概念理解不清，或理解仅限于表面化而不能应用。所以，教材在处理这部分内容时，不仅仅是讲解题目的解法，还给出了解题的思路，以帮助学生理解有关的概念，并学会如何应用这些概念。教学建议如下：1.教学中可在学生阅读课本的基础上，组织学生讨论：溶液中溶质的质量分数表示什么?使用时有什么不方便之处?溶质的量用溶质的物质的量表示，有什么好处?以此让学生了解引入物质的量浓度的重要性和必要性，加深对这一概念的理解。2.组织好教材中的第一个讨论，进一步澄清学生在理解物质的量浓度概念时可能出现的混乱。3.对一定物质的量浓度溶液的配制，可用边实验边小结配制步骤的方法，即：计算；称量；溶解；转移；定容；摇匀。结合演示讲解每一步为什么要这样做，应注意哪些事项?如果学生基础较好，可组织讨论：在哪些步骤中可能会引起误差?会产生什么样的误差?4.关于物质的量浓度的计算要立足于有关概念的计算，要从概念出发分析解题思路。至于物质的量浓度应用于化学方程式的有关计算，将在第四章中介绍，在本节中不宜过早涉及。本节教学重点：物质的量浓度的概念、有关物质的量浓度的计算、一定物质的量浓度溶液的配制。本节教学难点：正确配制一定物质的量浓度的溶液。三、演示实验说明和建议在演示配制一定物质的量浓度溶液的实验之前，首先要向学生详细地介绍容量瓶的规格、使用方法和使用时应注意的问题。四、部分习题参考答案习题二：1.D 2.D 3.A 4.C习题三：1. 12.1 molL2. 0.005 56 molL3. 取83 mL浓盐酸，稀释成1 L4. 7.67 molL五、资料1.物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数物质的量浓度是一个具有专门名称和符号的导出单位，是一个具有一定物理意义的物理量。物质的量浓度的符号为cB(B表示溶液中的溶质)，其SI导出单位的名称为摩尔每立方米，符号为 mol/m3，在中学化学中常用摩尔每升(molL)。溶液中溶质的质量分数表示溶质质量与溶液质量之比。从这种表示溶液组成的方法中，可以了解和计算一定质量的溶液中所含溶质的质量。在用溶液中溶质的质量分数表示溶液的组成时，没有涉及到溶液的体积，配制方法也比较简单。这种表示方法最大的不方便，就是溶质的质量分数相同的不同溶质的溶液中，所含溶质的物质的量不一定相等。例如，氯化钠的质量分数为10%与氯化钡的质量分数为10%的两种溶液中溶质的物质的量是不相等的。物质的量浓度表示溶液中溶质的物质的量与溶液体积之比。从这种表示溶液组成的方法中，可以了解和计算一定体积的溶液中所含溶质的物质的量。在用物质的量浓度表示溶液的组成时，涉及到溶液的体积，配制方法虽然略复杂一些，但是它能够反映溶液中所含溶质的物质的量的多少。这种表示方法最大的方便之处，就是相同体积的相同物质的量浓度的溶液中，所含溶质的物质的量一定相等，但溶质的质量并不一定相等。这样，在运用物质的量浓度进行有关的化学计算时会带来很大的方便。所以，掌握物质的量浓度的概念及其有关计算方法是非常重要的。下表中对物质的量浓度和溶液中溶质的质量分数做了比较。物质的量浓度和溶液中溶质的质量分数的比较物质的量浓度溶质的质量分数溶质的单位molg溶液的单位Lg公式特点体积相同，物质的量浓度也相同的任何溶液中，所含溶质的物质的量相同，但溶质的质量不相同。质量相同，溶质的质量分数也相同的任何溶液中，所含溶质的质量相同，但溶质的物质的量不相同。物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数的换算(上式中密度的单位为g/mL，摩尔质量的单位为g/mol)2.配制一定物质的量浓度的溶液时应注意的问题(1)配制一定物质的量浓度的溶液是将一定质量或体积的溶质按所配溶液的体积在选定的容量瓶中定容，因而不需要计算水的用量。(2)不