化学计量在实验中的应用

教材分析

北京市陈经纶中学化学组

于守丽

教学内容分析

学生情况分析

整体教学安排

具体教学设计（第 1 、 3 课时）板书设计及学生作业

教学目标、教学重点难点分析

教学内容分析

宏观数量 微观粒子数目物质的量

定量认识物质组成 定量计量化学反应

“ 物质的量”及相关概念

“ 工具性”概念

今后的学习当中会不断使用

不同版本教材

物质的量、摩尔

摩尔质量、气体摩尔体积

物质的量浓度

整套教材相对靠前的地方进行介绍

强调概念的应用认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用

课程标准要求：

人教版教材：第一章 第 2 节进行介绍山东版教材：第一章 第 3 节进行介绍

学生情况分析

熟知质量

体积熟知

原子分子离子

未知

1. 帮助学生建立起宏观与微观相联系的桥梁 2. 建立认识物质的组成和化学反应新视角3. 应用“物质的量”相关概念处理具体问题

逐渐深入

定量认识

质量

1. 使学生认识物质的量是描述微观粒子集合的一个“堆量”，知道摩尔是物质的量的基本单位；体会物质的量这一概念的重要作用；了解阿伏加德罗常数的含义。 2. 使学生了解摩尔质量、气体摩尔体积的含义。 3. 使学生掌握物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的关系。 4. 使学生掌握气体物质的量、气体微粒数目、气体摩尔体积之间的关系；知道标准状态下气体摩尔体积的大小。 5. 使学生了解物质的量浓度的含义；掌握溶液溶质的物质的量、溶液体积和物质的量浓度的关系。

1. 使学生初步学会物质的量、摩尔质量、质量之间的简单计算。2. 通过对于表格数据的观察，使学生初步体会如何分析表格数据，并得出有效结论。 3. 使学生掌握配制一定体积的物质的量浓度溶液的方法

1. 通过对于概念的学习和应用，培养学生严谨、认真的学习态度，使学生掌握科学的学习方法。 2. 通过了解使用“物质的量”及相关概念，使学生认识到化学计量的发明对于化学学科的发展具有重要的作用。

教学目标、教学重点难点分析三维教学目标

教学目标、教学重点难点分析

由配制溶液的过程形成物质的量浓度的概念

教学重点对“物质的量”及相关概念的应用掌握配制一定体积物质的量浓度溶液的方法

教学难点对物质的量、摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的理解

整体教学安排 计划新授课 3 课时

第 1 课时 第 2 课时 第 3 课时

物质的量 / 摩尔

摩尔质量

第 1 课时巩固、应用

气体摩尔体积物质的量与化学反

应的关系

学生实验活动：配制一定体积的物质的量浓度溶液

建立宏观数量与微观粒子数目的联系建立从“物质的量”认识物质组成的新视角

进一步完善从“物质的量”认识物质组成的新视角

建立从“物质的量”认识化学反应的新视角

建立从“物质的量”的角度认识溶液组成的新视角

开启宏观世界和微观领域的方便之门

具体教学设计 1

新课引入：问题引入，请同学思考

水是大家很熟悉的物质，由水分子组成，那我们怎么可以知道 1 滴水（ 0.05ml ， 0.05g ）有多少个水分子？

激发学生的兴趣，发觉自己知识体系中缺乏对宏观量与微观数量的联系

游戏：快速点数曲别针

集团计量购买

单个计量购买

单个计量使用

纸 张大头针大 米

√√ √√ √√√√ ×× √√√√ ×× ××

从生活中寻找例子引入

根据刚才的分析，针对生活中的计量方法，你能得到哪些启示？

组织学生讨论：

12双袜子 1打

100枚别针 1盒

约 40000 粒大米 1千克

通过生活中的实际例子，帮助学生认识和建立起“堆量”的概念

通过“堆量”，可以达到“化繁为简”的目的，但是意义不变

在学生认识到“堆量”后，自然而然引出联系宏观数量与微观粒子数量的堆量——物质的量

引出物质的量，并且与其他国际基本单位作类比

解释 1mol 的含义，引出阿伏加德罗常数

意大利化学家。 1776年 8月 9日生于都灵市一个律师家庭， 1856年 7月 9日卒于都灵市。 1792年进都灵大学法律系学习，取得法学博士学位后，曾开业当律师。 1800年弃法从理，十分勤奋， 1820年被聘任都灵大学理科教授。自 18年被选为都灵科学院院士后，还担任过意大利教育委员和度量衡学会会长

提供国际计量委员会于 1969年提出， 1971年第十四届国际计量大会通过的关于摩尔的条文 ，学生阅读：

（ 1 ）摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与 0.012kg12C 的原子数目相同。（ 2 ）在使用摩尔时，基本单元应予指明，它们可以是分子、原子、离子、电子及其它粒子，或者是这些粒子的特定组合。

打开学生国际视野，并且可以通过条文学生发现使用摩尔的注意事项

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。 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。

1、 1 mol H2O中含有 个水分子。

2、 3 mol CO2 中有 个碳原子 个 氧原子 。

4、 1.204×1024 个氢气分子的物质的量是 mol。 问题：请同学总结物质的量（ n）、微粒数（ N）、阿伏加德罗常数（ NA ）之间的换算关系？

实践检验

3、 2 mol NaCl中有 个钠离子， 个氯离子。

微粒数 微粒数

物质的量 物质的量

( )氢原子

( ) H

氧原子 ( )

O ( )

6.02x1023 个水分子

1molH2O

通过此应用，使学生体会采用物质的量认识物质组成的新视角

实践检验

通过上述的活动，学生认识了物质的量是联系宏观与微观的桥梁。但返回课堂最初提出的问题，仍然无法解决。提问：我们还要需要什么？

引出对 1mol 不同物质的质量和体积的研究

化学式相对原子质量

质量　 体积 　

相对分子质量 0℃101kPa

20℃101kPa

0℃202kPa

Fe 56 56g —— 7.2cm3 ——

NaCl 58.5 58.5g —— 27.0cm3 ——

H2O 18 18g —— 18.0cm3 ——

C2H5

OH46 46g —— 58.3cm3 ——

H2 2 2g 22.4L 24.0L 11.2L

O2 32 32g 22.4L 24.0L 11.2L

CO2 44 44g 22.3L 23.9L 11.2L1mol 物质的质量在数值上有什么特点？

在相同的温度和压强下， 1mol 的不同气体的体积在数值上有什么特点 ?

通过学生数据观察，自然而然引出摩尔质量的概念

由学生总结出 n 、 m 、 M 的关系

展示 1mol 不同物质的质量

解决课前提出的求水分子个数的问题

知识提升 看到这张图片，结合学过的知识 , 你能得到哪些与计量有关的结论？

18 mL 水（ H2O ）

总结本堂课

宏观数量 微观粒子数目物质的量

n= N

NA

n= m

M

定量认识物质组成

留给学生的思考空间

1mol 气体的体积有什么关系？

化学除了研究物质还需要研究反应，物质的量与化学反应有什么关系？

后续课进行讨论

本堂课整体线索教师活动 学生活动过程

驱动性问题引入 激发学生思考

给予生活中“堆量”例子 寻求问题解决的方法，建立“堆量”的概念

自然引出物质的量、摩尔 总结出 n 、 NA 、 N 的关系

给出对水组成的进一步认识 通过应用发觉定量认识物质组成的新视角

返回驱动型问题 无法解决，继续激发学生思考

给出 1mol 物质的质量和体积表 观察表格数值特点

自然引出摩尔质量，以及M 、 m 、 n 的关系

再次返回驱动性问题

总结

问题解决

x

√

板书设计及学生作业

作业1. 以“摩尔”为第一人称，写一篇摩尔的自述（ 400字左右）

2.查阅资料了解阿伏加德罗这位科学家的贡献

具体教学设计 3

某矿泉水标签 某酒标签 某人的体检指标

激发学生的兴趣，引导学生思考

新课引入：问题引入以生活中常见物质为例，观察溶液浓度有哪些表示方法？如何表示溶液浓度比较方便？如何按要求配制溶液？

给出物质的量浓度的概念及表达式

通过简单练习巩固这一概念

⑴1molNaOH固体溶于水，配制成体积 为 1L的溶液。⑵1克NaOH固体溶于水，配制成体积 为 1L的溶液。⑶1molNaOH固体溶于 1L水配制的溶液。

实验室现需 100mL 1 mol/L NaCl溶液，现在请同学们利用实验台上的仪器设计配制的实验步骤？

怎样取 0.1molNaCl ？

怎样实现最后溶液为 0.1L ？设计重点

物质的量在化学实验中的应用侧重概念的应用性

引出容量瓶的使用

复习相关概念

介绍容量瓶的使用方法及配制过程，学生实验

蒸馏水

5.9克氯化钠

100mL

复习巩固，与质量分数进行对比

思考：配制 100 g 10%的 NaCl溶液，与配置 100 mL1mol/L的 NaCl溶液，分别需要哪些实验用品和进行什么样的操作 ?

如何用 18 mol/L浓硫酸配制 100 mL 1.0mol/L 硫酸？

怎样稀释浓硫酸？

怎样计算所需浓硫酸的体积？设计重点

知识提升

引出稀释公式

巩固相关操作

对比

体会定量的研究方法的意义

侧重物理量的应用

物质的量

物质的量浓度溶液的配制

概念

物质的量浓度

质量分数

定量计算

小结

留给学生的思考空间

质量分数与物质的量浓度的换算

各量之间的换算后续课进行讨论

本堂课整体线索教师活动 学生活动过程

驱动性问题引入 激发学生思考

给予生活中常见浓度的表示方法 体会各种浓度的表示方法及使用的必要性

引出物质的量浓度的概念 通过定义列出 C 、 V 、 n 的关系

提出如何配制一定物质的量浓度溶液的问题

通过实验体会一定物质的量浓度溶液的配制方法，及容量瓶的使用方法

返回驱动型问题 部分解决固体溶质的配制方法，继续激发学生思考

提出如何用浓溶液配制稀溶液

体会稀释问题的本质引出稀释公式

再次返回驱动性问题

总结

巩固一定物质的量浓度溶液的配制方法

板书设计及学生作业

作业

请总结 n、m、 N、 V、 C各量之间的转化关系

四、物质的量在化学实验中的应用

4、稀释公式： C1V1= C2V2

1、概念：以单位体积溶液溶液所含溶溶质质 B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质 B的物质的量浓度。

2、表达式： CB= （单位：mol/L）

nB

V

3、配制步骤

计算、称量（或量取）、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶