Get清风高中化学必修一第1章第2节《化学计量在实验中的应用》第1课时教案

2019-2020年高中化学必修一第

1章第2节《化学计量在实验中

的应用》（第1课时）教案

2021-2021年高中化学必修一第1章第2节?化学

计量在实验中的应用？（第1课时）教案

沉着说课

本节内容物质的量、气体摩尔体积和物质的

量浓度是中学化学三个重要的物理量。物质的量

是国际单位制中7个根本物理量之一，单位是摩

尔，简称摩，符号是mol。

物质的量这个词学生初次接受，难以理解，

为了加强学生的直观感觉，可结合实际导入对不

同的物质量度单位不同进行比较说明。小米只能

按斤，不能按粒；钻石的单位是“克拉”等。化

学是研究物质变化的，物质发生化学变化的实质

是分子、原子之间的反响，能否找一个物理量，

把宏观质量与微观微粒数联系起来——这就是

物质的量的意义。物质的量既不能理解为质量，

也不能理解为数量，它是衡理物质微粒数多少的

物理量。

本节内容分为三局部。第一局部着重介绍物

质的量、物质的量的单位及摩尔质量，后两局部

介绍气体摩尔体积和物质的量浓度，并分别介绍

有关概念的简单计算。物质的量在化学方程式计

算中的应用不要在本节内容中出现，目的是减轻

学生学习本节内容的负担，又有利于学生理解、

稳固和运用有关概念。

本节概念较多，理论性较强,而且都很抽象。

限于学生接受能力，不能要求学生在本节中对这

局部内容理解得很透，只能要求学生在学习本节

知识时，对所学知识根本理解。在讲述难度比较

大的一些概念时，如物质的量、阿伏加德罗常数、

气体摩尔体积等，尽量用简洁的语言介绍概念,

尽可能多地利用比喻性描述和直观教具，以帮助

学生理解和记忆。

教学重点

1.物质的量及其单位摩尔

2.气体摩尔体积

3.物质的量浓度的定义及配制一定物质的量浓

度的溶液

教学难点

物质的量及其单位摩尔

课时安排

4课时

第1课时

教学设计

三维目标

知识与技能

1.使学生了解物质的量及其单位，了解物质的量

与微观粒子数之间的关系。

2.使学生了解学习物质的量这一物理量的重要

性和必要性。

3.使学生了解阿伏加德罗常数的含义。

过程与方法

1.培养学生的逻辑推理、抽象概括的能力。

2.培养学生的计算能力，并通过计算帮助学生更

好地理解概念和运用、稳固概念。

情感、态度与价值观

1.使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究

化学的科学方法之一。培养学生尊重科学的思

想。

2.调动学生参与概念的形成过程，积极主动学

习。

3.强调解题标准化，单位使用准确，养成良好的

学习习惯。

教学重点

物质的量及其单位摩尔

教学难点

物质的量概念及其理解

教具准备

多媒体课件、投影仪、烧杯、铝片、硫磺、

镁、铜

教学过程

导入新课

师：钻石早在4000多年前就被人类发现,

事实上它已在地表蕴藏亿万年。由于它所散发出

来的光泽永恒灿烂，在远古法老时代，钻石是贵

族独有的珍宝，渐渐地，钻石被用来象征爱情的

坚贞不渝。关于它的传说也美丽得令人心动，希

腊人说钻石是星星坠落地面的碎片，也传说它是

天神的眼泪。不管是怎样的传说，现在钻石对于

我们来说都是一种美丽的代表。你知道钻石的重

量单位是什么吗?

生：是克拉。

师：你知道克拉是怎么来的吗?

［多媒体展示］

克拉的由来

珠宝精巧、贵重，用普通的方式计量很不准

确，所以，人们一直想方法去寻找最准确的计量

单位，最方便适用的祛码。

拿什么来衡量宝石的重量呢？许多民族的

祖先不谋而合，都想到用当地常见的植物种子。

当然，这样的种子不能太大也不能太小，重要的

是必须颗粒均匀，根本一致。

欧洲许多国家最初是用它们盛产的大麦来

作祛码。但是各地区出产的大麦大小不同，重量

差异大，用它称宝石，常常发生争端。后来，考

虑到大多数宝石来自东方，干脆找一种东方的种

子来作统一标准,可以免去许多口舌。挑来挑去,

挑中了在地中海地区遍地生长的金合欢树的种

子。因为希腊人叫这种种子为“克拉〃，就把它

作为宝石的重量单位。

克拉是宝石的重量单位，1克拉等于0.2g。

当然，这种标准并不是一下子就为各国接受，尽

管欧洲各国早就同意用合欢种子即“克拉”作为

称量宝石的祛码，但是，各地合欢树上结的克拉

重量不同，就是同一株树上的也会有差异。因此,

在相当长的一个历史时期，各国所用的“克拉〃

表示的重量略有不同。例如：巴黎一0.205g,伦

敦一0.20530g,佛罗伦萨一0.19720g,马德里

—0.20539g,柏林一0.20544g,阿姆斯特丹

—0.20570g,里斯本一0.20539g,法兰克福

—0.20577g,维也纳一0.20613g,威尼斯

—0.20770g,印度一0.20735g。

这种各行其是的混乱局面极不利于宝石的

国际贸易，故而,制定统一的计量标准势在必行。

直到1907年，在巴黎召开的国际计量委员会第

四次大会上，正式通过将标准克拉定为0.200g。

其精确度定到小数点以后两位，自第三位起忽略

不计。

师：通过阅读我们知道一粒合欢树的种子的

质量是0.2g,那么一千粒、一万粒、一亿粒这

种树种的质量我们马上就能求出来。反过来，假

设我们称量出一定量树种的质量，我们也会很快

就能求出树种的数目。在化学实验室做实验时,

取用的药品无论是单质还是化合物，都是可以用

器具称量的。而物质间发生的化学反响是原子、

离子或分子间按一定的数目关系进行的，对此，

不仅人们的肉眼看不到，也难以称量。那么，可

称量物质与原子、离子或分子之间有什么联系

呢？能否用一定数目的粒子集体为单位来计量

它们之间的关系呢？这一节课我们就来学习第

二节——化学计量在实验中的应用。

［板书］第二节化学计量在实验中的应用

推进新课

师：取一杯水，对同学说：“老师这儿有一

杯水，老师想知道这杯水里有多少个水分子，现

在让你们来数，能数得清吗?〃

生：数不清，10亿人数一滴水里的水分子,

每人每分钟数100个，日夜不停，需要3万多年

才能数清。现在有一杯水，不知有多少滴，所以

更是数不清了。

师：是啊，要是一个个地去数一杯水中分子

的数目，全世界的人都来数，几辈子也数不完。

但如果老师告诉你18g水里含有6.02x1023个水

分子，你能求出一杯水中分子的数目吗？

生：先称量烧杯中水的质量，然后除以18

再乘以6.02x1023就可以得到水分子数目了。

师：这样一来我们就不用一个个去数水分子

也能知道它的数目了。是不是18g的铝也含有

6.02x1023个铝原子？让我们来算算。

［多媒体展示］

Al

H2O

1个分子或原子的

2.990x10234.485x103

质量/g

相对分子质量或相

1827

对原子质量

生:由于1个水分子和1个铝原子质量不同,

所以不用算也可知18g的铝中含有的铝原子数

肯定不等于6.02x1023。

按表中给出的数据，算出27g铝中含有6.02X1023

个铝原子。

师：其他粒子是不是也有这种关系呢?

［多媒体展示］

该物质

物质

粒子每个粒子的含有的该物质

的式

符号质量(g/个)粒子数质量(g)

量

(个)

C121993x102312

Fe569.032x102356

H2SO498L628xl0・2298

生：这些粒子的质量以克为单位，在数值上

与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等

时，所含粒子的数目都是6.02x1023。

师：如果我们把含有6.02x1()23个粒子的任

何粒子集体，定义为一个物理量，以后我们就可

以通过质量或其他物理量来计算出某种物质所

含指定粒子的数目了。这个物理量就是我们今天

要学习的物质的量。

［板书］一、物质的量的单位摩尔

师：提到物理量同学们不会感到陌生。你们

学习过的物理量有哪些呢？

生：质量、长度、温度、电流等，它们的单

位分别是千克、米、开、安（培）。

［多媒体展示］

国际单位制的7个根本单位:

物理量单位名称单位符号

长度米m

质量千克kg

时间秒s

电流安［培］A

热力学温度开［尔文］K

发光强度坎［德拉］Cd

物质的量

师：在初中我们已经接触了以上几种物理

量，那么你知道物质的量含义是什么吗？它的符

号是什么吗？

生：物质的量实际上表示含有一定数目粒子

的集体。它的符号是n。

［板书］物质的量实际上表示含有一定数目粒子

的集体。它的符号是n。

师：每个物理量都有单位，你知道物质的量

的单位是什么吗？它是怎么规定的？

生：物质的量单位是摩尔。我们把含有

6.02x1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔,

摩尔简称摩，符号mol。

师：物质的量是一个物理量，表示含有一定

数目粒子的集体，它的单位是摩尔。在使用物质

的量这个物理量时，我们要注意以下几点。

［多媒体展示］

使用物质的量本卷须知:

L物质的量表示物质所含指定粒子的多少，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.物质的量用符号"n〃表示。

师：日常生活中用打表示12个。“打〃就是

一定数目的物品的集合体。宏观是这样，微观也

是这样，用固定数目的集合体作为计量单位。科

学上，物质的量用602x1023的集合体作为计量

单位，它就是“摩尔”。1mol任何粒子的粒子数

叫做阿伏加德罗常数。这是为了纪念伟大的科学

家阿伏加德罗。这个常数的符号是NA,Na的近

似值是6.02X1023mol」。

［板书］单位——摩尔符号：mol

师：1mol小麦约含有6.02x1023个麦粒。这

句话是否正确，为什么?

生：不正确。因为物质的量及其单位摩尔的

使用范是微观粒子。因此在使用中应指明粒子

的名称。6.02x1023是非常巨大的一个数值，所以

宏观物体不使用物质的量和摩尔o

师：很好。例如，地球上的人口总和是109

数量级，如果要用物质的量来描述，将是1014

数量级那样多摩尔，使用起来反而不方便。

［板书］使用范围：微观粒子

［多媒体展示］

课堂练习

判断以下说法是否正确，并说明理由。

(1)1mol氧。

(2)0.25molCO2o

⑶.尔是7个根本物理量之一。

(4)lmol是6.02x1()23个粒子的集合体。

(5)0.511101112含有3・0卜1023个氢原子。

(6)3moiN%中含有3moiN原子，9molH

原子。

生：（1）错误。没有指明粒子的种类。改成

1molO,1molO2都是正确的。因此使用摩尔

作单位时，所指粒子必须十清楚确，且粒子的种

类用化学式表示。(2)正确。(3)错误。物质的

量是根本物理量之一，摩尔只是它的单位，不能

把二者混为一谈。(4)错误。6.02x1023是阿伏加

德罗常数的近似值，二者不能简单等同。(5)错

误。0.5molHz含有0.5x2=lmolH原子,所含

2323

氢原子数为6.02X10mol】xlmol=6.02xl0o

(6)正确。3moiNH3中含有3moixl=3molN

原子，3molx3=9molH原子。

［多媒体展示］

填空：

(DlmolO中约含有个O；

(2)3molH2s04中约含有个

H2so4,可电离出molH+；

(3)4moiO2含有molO原

子，mol质子；

(4)10molNa+中约含有个

Na+o

23

生：(1)6.02X10(2)3x6.02x1()236

(3)88x8=64(因为1molO原子中含有8moi

质子)(4)10x6.02x1023

师：通过上述练习，同学们可以自己总结出

物质的量、粒子个数和阿伏加德罗常数三者之间

的关系。

生：物质的量5）、粒子个数（N）和阿伏

加德罗常数（Na）三者之间的关系：

用符号表示：n=Ao

［板书］物质的量In）、粒子个数（N）和阿伏

加德罗常数（NA）三者之间的关系用符号表示:

n=—

N八

师：学到现在同学们一定有个问题：阿伏加

德罗常数这个数值非常巨大，科学家们是怎样得

到的呢？课后探讨。

布置作业

mol水中含有个水分子。

2.2mol水中含有个水分子，

______________个氢原子。

3.1molH2sCh中含有个H2s。4分

子，个硫酸根离子。

4.1molHC1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？

个水分子中有个电子，1molH2O

中呢?

板书设计

第二节化学计量在实验中的应用

一、物质的量的单位演

物质的量实际上表示含有一定数目粒子的集体。

它的符号是n。

单位摩尔符号：mol

使用范围：微观粒子

物质的量（nk粒子个数（N）和阿伏加德罗常

数（Na）三者之间的关系：

用符号表示…十

活动与探究

阿伏加德罗常数的测定与原理

阿伏加德罗常数的符号是8,单位是每

1

(mol),数值是Na=(6.0221376±0.000003

6）x1023mol/

阿伏加德罗常数由实验测定。它的测定精确

度随着实验技术的开展而不断提高。测定方法有

电化学当量法、布朗运动法、油滴法、X射线衍

射法、黑体辐射法、光散射法寸O这些方法的理

论依据不同，但测定结果几乎一样，可见阿伏加

德罗常数是客观存在的重要常数。例如：用含

Ag+的溶液电解析出1mol的银，需要通过96

485.3C（库仑）的电荷量。每个电子的电荷量

是1.60217733xlO49C,那么

N=96485231

a-1.60217733X1079C=6.022136xl0mol

下面着重介绍单分子膜法测定阿伏加德罗常数

的操作方法。

实验目的

1.进一步了解阿伏加德罗常数的意义。

2.学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原

理和操作方法。

实验用品

胶头滴管、量筒〔10mL〕、形水槽（直径30

cm）、直尺。

硬脂酸的苯溶液。

实验原理

硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入

硬脂酸刚好形成单分子膜的质量m及单分子膜

面积s,每个硬脂酸的截面积A,求出每个硬脂

酸分子质量m,再由硬脂酸分子的摩尔质量M,

即可求得阿伏加德罗常数Nao

实验步骤

1.测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液

的体积。

取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸的苯

溶液，往小量筒中滴入1mL,然后记下它的滴

数，并计算出1滴硬脂酸苯溶液的体积Vi。

2.测定水槽中水的外表积

用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取

其平均值。

3.硬脂酸单分子膜的形成

用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸

取硬脂酸的苯溶液，在距水面约5cm处，垂直

往水面上滴一滴，待苯全部挥发，硬脂酸全部扩

散至看不到油珠时，再滴第二滴。如此逐滴滴下,

直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再扩散，而呈透

镜状时为止。记下所滴硬脂酸溶液的滴数do

4.把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，

注入半槽水，重复以上操作两次。重复操作时，

先将滴管内剩余的溶液挤净，吸取新鲜溶液，以

免由于滴管口的苯挥发引起溶液浓度变化而带

来实验误差。取三次结果的平均值。

5.计算

(1)如称取硬脂酸的质量为m,配成硬脂酸的

苯溶液的体积为V,那么每毫升硬脂酸的苯溶液

中含硬脂酸的质量为m/Vo

(2)测得每滴硬脂酸的苯溶液的体积为Vi,形

成单分子膜滴入硬脂酸溶液的滴数为(d・l)(详

见注释)，那么形成单分子膜需用硬脂酸的质量

为：

(3)根据水槽直径，计算出水槽中水的外表积

So每个硬脂酸分子的截面积A=(2.2x10-15)

cm2,在水面形成的硬脂酸的分子个数为S/A。

(4)根据(2)和(3)的结果，可计算出每个

硬脂酸分子的质量为：

=

IS^V

A

(5)Imol硬脂酸的质量等于284g,即M=284

gmol1,所以1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分

子个数，即阿伏加德罗常数Na为：

XT—M_MSV

s^v

注释：当最后一滴硬脂酸溶液滴下后，这滴

溶液在水面呈透镜状，说明这滴溶液没有扩散，

即没有参与单分子膜的形成。这时单分子膜已经

形成完毕，应停止滴入溶液，所以，在计算形成

单分子膜所需硬脂酸溶液的滴数时，应将最后一

滴减掉，即滴数计为51。

说明：

一、实验成功标志

根据实验数据计算的阿伏加德罗常数NA在

(5-7)X1023范围内为成功。

二、失败征象

实验测定的阿伏加德罗常数数量级不等于

1X1023。

三、原因分析

1.因为苯是易挥发的溶剂，故在配制、使用硬脂

酸苯溶液的过程中因为苯的挥发，造成浓度的变

化会造成实验误差。

2.在测量每滴硬脂酸苯溶液体积时是连续滴液

的，在形成单分子膜时的滴液是间歇的，同时,

滴管内液体多少不同，手捏胶头的力不同这些因

素，均可导致液滴的大小不均匀。

3.水槽洗涤不干净，将会造成很大的误差。

4.水槽水面直径测量不准确也会造成误差。

四、注意问题

1.苯中有少量的水，可用无水氯化钙或氧化钙除

去。

2.配好待用的硬脂酸苯溶液一定要严加密封，防

止苯的挥发。在使用过程中要随时加塞塞住。

3.在使用胶头滴管滴液时，均要采取垂直滴入

法，以保持液滴大小均匀。

4.在形成单分子膜的过程中，应保持水面平静，

防止单分子膜重叠。

5.水槽的洗涤：每做完一次实验，一定要把水槽

洗涤干净。否则，第二次实验所需硬脂酸苯溶

液的滴数将明显减少，因为残留在水槽内的硬脂

酸分子会占据局部水面。洗涤方法：用自来水充

满水槽，让水从水槽边溢出，反复2〜3次即可。

随堂练习

一、选择题

1.假设规定12c的相对原子质量为100,以下各

项发生变化且为原来的12/100的是()

A.氧的相对原子质量2O的摩尔质量

C.阿伏加德罗常数D.98g

硫酸的物质的量

答案:D

2.在无土栽培中，需配制一定量含50mol

NH4Ck16moiKC1和24molK2so4的营养液。

假设用KCKNH4cl和(NH4)2SO4三种固体为原

料来配制，三者的物质的量依次是(单位为mol)