2019-2020年高考化學(xué) 化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用 第1課時教案.doc

2019-2020年高考化學(xué) 化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用 第1課時教案從容說課本節(jié)先介紹物質(zhì)的量及其單位和摩爾質(zhì)量，然后由此重點學(xué)習物質(zhì)的量在化學(xué)實驗中的應(yīng)用，即物質(zhì)的量濃度的定義及配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液。物質(zhì)的量這個詞對于學(xué)生來說比較陌生、難以理解，容易和物質(zhì)的質(zhì)量混淆起來。因此教材首先從為什么學(xué)習這個物理量入手，指出它是聯(lián)系微觀粒子和宏觀物質(zhì)的紐帶，在實際應(yīng)用中有重要的意義，即引入這一物理量的重要性和必要性。然后介紹物質(zhì)的量及其單位，物質(zhì)的量與物質(zhì)的粒子數(shù)之間的關(guān)系。教師應(yīng)注意不要隨意拓寬和加深有關(guān)內(nèi)容，加大學(xué)生學(xué)習的困難。關(guān)于摩爾質(zhì)量，教材是從一些數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)出摩爾質(zhì)量和粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量的區(qū)別和聯(lián)系，自然引出摩爾質(zhì)量的定義，有利于學(xué)生的理解。物質(zhì)的量濃度的概念、有關(guān)物質(zhì)的量濃度的計算和配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的方法是在學(xué)習了物質(zhì)的量以及摩爾質(zhì)量基礎(chǔ)上，結(jié)合初中學(xué)習的溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)知識進行學(xué)習的新的表示溶液濃度的方法。通過本知識點的學(xué)習，可以使學(xué)生擴大對溶液組成表示方法的認識，提高化學(xué)計算的能力和初步學(xué)會配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實驗技能，并為以后的學(xué)習打下一定的基礎(chǔ)。所以，這部分內(nèi)容不僅是本節(jié)的重點也是整個高中化學(xué)的重點內(nèi)容。本節(jié)還涉及了相關(guān)的計算內(nèi)容。主要包括：物質(zhì)的量、摩爾質(zhì)量、粒子個數(shù)、物質(zhì)的質(zhì)量之間的計算。這類計算不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的有關(guān)化學(xué)計算的能力，還可以通過計算進一步強化、鞏固概念。教學(xué)重點1.物質(zhì)的量及其單位摩爾2.物質(zhì)的量濃度的定義及配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液教學(xué)難點物質(zhì)的量及其單位摩爾課時安排3課時第1課時三維目標知識與技能1.使學(xué)生了解物質(zhì)的量及其單位，了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系。2.使學(xué)生了解學(xué)習物質(zhì)的量這一物理量的重要性和必要性。3.使學(xué)生了解阿伏加德羅常數(shù)的含義。過程與方法1.培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理、抽象概括的能力。2.培養(yǎng)學(xué)生的計算能力，并通過計算幫助學(xué)生更好地理解概念和運用、鞏固概念。情感、態(tài)度與價值觀1.使學(xué)生認識到微觀和宏觀的相互轉(zhuǎn)化是研究化學(xué)的科學(xué)方法之一。培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)的思想。2.調(diào)動學(xué)生參與概念的形成過程，積極主動學(xué)習。3.強調(diào)解題規(guī)范化，單位使用準確，養(yǎng)成良好的學(xué)習習慣。教學(xué)重點物質(zhì)的量及其單位摩爾教學(xué)難點物質(zhì)的量概念及其理解教具準備多媒體課件、投影儀、燒杯、鋁片、硫磺、鎂、銅教學(xué)過程新課導(dǎo)入師：鉆石早在4000多年前就被人類發(fā)現(xiàn)，事實上它已在地表蘊藏億萬年。由于它所散發(fā)出來的光永恒燦爛，在遠古法老時代，鉆石是貴族獨有的珍寶，漸漸地，鉆石被用來象征愛情的堅貞不渝。關(guān)于它的傳說也美麗得令人心動，希臘人說鉆石是星星墜落地面的碎片，也傳說它是天神的眼淚。不論是怎樣的傳說，現(xiàn)在鉆石對于我們來說都是一種美麗的代表。你知道鉆石的重量單位是什么嗎？生：是克拉。師：你知道克拉是怎么來的嗎？多媒體展示克拉的由來珠寶精巧、貴重，用普通的方式計量很不準確。所以，人們一直想辦法去尋找最準確的計量單位，最方便適用的砝碼。拿什么來衡量寶石的重量呢？許多民族的祖先不謀而合，都想到用當?shù)爻Ｒ姷闹参锓N子。當然，這樣的種子不能太大也不能太小，重要的是必須顆粒均勻，基本一致。歐洲許多國家最初是用它們盛產(chǎn)的大麥來作砝碼。但是各地區(qū)出產(chǎn)的大麥，大小不同，重量差異大，用它稱寶石，常常發(fā)生爭端。后來，考慮到大多數(shù)寶石來自東方，干脆找一種東方的種子來作統(tǒng)一標準，可以免去許多口舌。挑來挑去，挑中了在地中海地區(qū)遍地生長的金合歡樹的種子。因為希臘人叫這種種子為“克拉”，就把它作為寶石的重量單位?？死菍毷闹亓繂挝?，1克拉等于0.2 g。當然，這種標準并不是一下子就為各國接受，盡管歐洲各國早就同意用合歡種子即“克拉”作為稱量寶石的砝碼。但是，各地合歡樹上結(jié)的克拉重量不同，就是同一株樹上的也會有差異。因此，在相當長的一個歷史時期，各國所用的克拉表示的重量略有不同。例如：巴黎0.205 g，倫敦0.20530 g，佛羅倫薩0.1972 0g，馬德里0.20539 g，柏林0.20544 g，阿姆斯特丹0.20570 g，里斯本0.20539 g，法蘭克福0.20577 g，維也納0.20613 g，威尼斯0.20770 g，印度0.20735 g。這種各行其是的混亂局面極不利于寶石的國際貿(mào)易，故而，制定統(tǒng)一的計量標準勢在必行。直到1907年，在巴黎召開的國際計量委員會第四次大會上，正式通過將標準克拉定為0.200 g。其精確度定到小數(shù)點以后兩位，自第三位起忽略不計。師：通過閱讀我們知道一粒合歡樹的種子的質(zhì)量是0.2 g，那么一千粒、一萬粒、一億粒這種樹種的質(zhì)量我們馬上就能求出來。反過來，若我們稱量出一定量樹種的質(zhì)量，我們也會很快就能求出樹種的數(shù)目。在化學(xué)實驗室做實驗時，取用的藥品無論是單質(zhì)還是化合物，都是可以用器具稱量的。而物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是原子、離子或分子間按一定的數(shù)目關(guān)系進行的，對此，不僅人們的肉眼看不到，也難以稱量。那么，可稱量物質(zhì)與原子、離子或分子之間有什么聯(lián)系呢？能否用一定數(shù)目的粒子集體為單位來計量它們之間的關(guān)系呢？這一節(jié)課我們就來學(xué)習第二節(jié)化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用。板書第二節(jié) 化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用推進新課師：取一杯水，對同學(xué)說：“老師這兒有一杯水，老師想知道這杯水里有多少個水分子，現(xiàn)在讓你們來數(shù)，能數(shù)得清嗎?”生：數(shù)不清，10億人數(shù)一滴水里的水分子，每人每分鐘數(shù)100個，日夜不停，需要3萬多年才能數(shù)清。現(xiàn)在有一杯水，不知有多少滴，所以更是數(shù)不清了。師：是啊，要是一個個地去數(shù)一杯水中分子的數(shù)目，全世界的人都來數(shù)，幾輩子也數(shù)不完。但如果老師告訴你18 g水里含有6.021023個水分子，你能求出一杯水中分子的數(shù)目嗎？生：先稱量燒杯中水的質(zhì)量，然后除以18再乘以6.021023就可以得到水分子數(shù)目了。師：這樣一來我們就不用一個個去數(shù)水分子也能知道它的數(shù)目了。是不是18 g的鋁也含有6.021023個鋁原子？讓我們來算算。多媒體展示H2OAl1個分子或原子的質(zhì)量/g2.99010234.4851023相對分子質(zhì)量或相對原子質(zhì)量1827生1：由于1個水分子和1個鋁原子質(zhì)量不同，所以不用算也可知18 g的鋁中含有的鋁原子數(shù)肯定不等于6.021023。生2：按表給出的數(shù)據(jù)，算出27g鋁中含有6.021023個鋁原子。師：其他粒子是不是也有這種結(jié)論呢？多媒體展示粒子符號物質(zhì)的相對分子質(zhì)量每個粒子的質(zhì)量（g/個）該物質(zhì)含有的粒子數(shù)（個）該物質(zhì)質(zhì)量（g）C121.993102312Fe569.032102356H2SO4981.628102298生：這些粒子的質(zhì)量以克為單位，在數(shù)值上與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等時，所含粒子的數(shù)目都是6.021023。師：如果我們把含有6.021023個粒子的任何粒子集體，定義為一個物理量，以后我們就可以通過質(zhì)量或其他物理量來計算出某種物質(zhì)所含指定粒子的數(shù)目了。這個物理量就是我們今天要學(xué)習的物質(zhì)的量。板書一、物質(zhì)的量的單位摩爾師：提到物理量同學(xué)們不會感到陌生。你們學(xué)習過的物理量有哪些呢？生：質(zhì)量、長度、溫度、電流等，它們的單位分別是千克、米、開、安（培）。多媒體展示國際單位制的7個基本單位：物理量單位名稱單位符號長度米m質(zhì)量千克kg時間秒s電流安培A熱力學(xué)溫度開爾文K發(fā)光強度坎德拉cd物質(zhì)的量師：在初中我們已經(jīng)接觸了以上幾種物理量，那么你知道物質(zhì)的量含義是什么嗎？它的符號是什么嗎？生：物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。板書物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。師：每個物理量都有單位，你知道物質(zhì)的量的單位是什么嗎？它是怎么規(guī)定的？生：物質(zhì)的量單位是摩爾。我們把含有6.021023個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾。摩爾簡稱摩，符號mol。師：物質(zhì)的量是一個物理量，表示含有一定數(shù)目粒子的集體，它的單位是摩爾。在使用物質(zhì)的量這個物理量時，我們要注意以下幾點。多媒體展示使用物質(zhì)的量注意事項：1.物質(zhì)的量表示物質(zhì)所含指定粒子的多少，這四個字是一個整體，不得簡化或增添任何字，物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。2.物質(zhì)的量用符號“n”表示。師：日常生活中用打表示12個?！按颉本褪且欢〝?shù)目的物品的集合體。宏觀是這樣，微觀也是這樣，用固定數(shù)目的集合體作為計量單位?？茖W(xué)上，物質(zhì)的量用6.021023的集合體作為計量單位，它就是“摩爾”。1 mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)。這是為了紀念偉大的科學(xué)家阿伏加德羅。這個常數(shù)的符號是NA，NA的近似值是6.021023 mol1。板書單位摩爾 符號：mol師：1 mol小麥約含有6.021023個麥粒。這句話是否正確，為什么？生：不正確。因為物質(zhì)的量及其單位摩爾的使用范圍是微觀粒子。因此在使用中應(yīng)指明粒子的名稱。6.021023是非常巨大的一個數(shù)值，所以宏觀物體不便用物質(zhì)的量和摩爾。師：很好。例如，地球上的人口總和是109數(shù)量級，如果要用物質(zhì)的量來描述，將是1014數(shù)量級那樣多摩爾，使用起來反而不方便。板書使用范圍：微觀粒子多媒體展示課堂練習判斷下列說法是否正確，并說明理由。（1）1 mol氧。（2）0.25 mol CO2。（3）摩爾是7個基本物理量之一。（4）1 mol是6.021023個粒子的集合體。（5）0.5 mol H2含有3.011023個氫原子。（6）3 mol NH3中含有3 mol N原子，9 mol H原子。生1：（1）錯誤。沒有指明粒子的種類。改成1 mol O，1 mol O2都是正確的。因此使用摩爾作單位時，所指粒子必須十分明確，且粒子的種類用化學(xué)式表示。生2：（2）正確。生3：（3）錯誤。物質(zhì)的量是基本物理量之一。摩爾只是它的單位，不能把二者混為一談。生4：（4）錯誤。6.021023是阿伏加德羅常數(shù)的近似值，二者不能簡單等同。生5：（5）錯誤。0.5 mol H2含有0.521 mol H原子，6.02102316.021023個。生6：（6）正確。3 mol NH3中含有313 mol N原子，339 mol H原子。多媒體展示填空：（1）1 mol O中約含有_個O；（2）3 mol H2SO4中約含有_個H2SO4，可電離出_mol H+；（3）4 mol O2含有_mol O原子，_mol質(zhì)子；（4）10 mol Na+中約含有_個Na+。生：（1）6.021023 （2）36.021023 6 （3）8 mol 8864（因為1 mol O原子中含有8 mol質(zhì)子） （4）106.021023 師：通過上述練習，同學(xué)們可以自己總結(jié)出物質(zhì)的量、粒子個數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)三者之間的關(guān)系。生：物質(zhì)的量（n）、粒子個數(shù)（N）和阿伏加德羅常數(shù)（NA）三者之間的關(guān)系：用符號表示：m=。板書物質(zhì)的量（n）、粒子個數(shù)（N）和阿伏加德羅常數(shù)（NA）三者之間的關(guān)系用符號表示：m=師：學(xué)到現(xiàn)在同學(xué)們一定有個問題：阿伏加德羅常數(shù)這個數(shù)值非常巨大，科學(xué)家們是怎樣得到的呢？課后探討。布置作業(yè)1.0.5 mol水中含有_個水分子。2.2 mol水中含有_個水分子，_個氫原子。3.1 mol H2SO4中含有_個H2SO4分子，_個硫酸根離子。4.1 mol HCl溶于水，水中存在的溶質(zhì)粒子是什么?它們的物質(zhì)的量各是多少?5.1個水分子中有_個電子，1 mol H2O中呢?板書設(shè)計第二節(jié) 化學(xué)計量在實驗中的應(yīng)用一、物質(zhì)的量的單位摩爾物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。它的符號是n。單位摩爾 符號：mol使用范圍：微觀粒子物質(zhì)的量（n）、粒子個數(shù)（N）和阿伏加德羅常數(shù)（NA）三者之間的關(guān)系：用符號表示：n=活動與探究阿伏加德羅常數(shù)的測定與原理阿伏加德羅常數(shù)的符號是NA，單位是每摩（mol1），數(shù)值是NA=（6.02213760.0000036）1023 mol1阿伏加德羅常數(shù)由實驗測定。它的測定精確度隨著實驗技術(shù)的發(fā)展而不斷提高。測定方法有電化學(xué)當量法、布朗運動法、油滴法、X射線衍射法、黑體輻射法、光散射法等。這些方法的理論依據(jù)不同，但測定結(jié)果幾乎一樣，可見阿伏加德羅常數(shù)是客觀存在的重要常數(shù)。例如：用含Ag+的溶液電解析出1 mol的銀，需要通過96485.3 C（庫侖）的電荷量。已知每個電子的電荷量是1.602177331019 C，則NA=6.0221361023 mol1下面著重介紹單分子膜法測定常數(shù)的操作方法。實驗?zāi)康?.進一步了解阿伏加德羅常數(shù)的意義。2.學(xué)習用單分子膜法測定阿伏加德羅常數(shù)的原理和操作方法。實驗用品膠頭滴管、量筒（10 mL）、圓形水槽（直徑 30 cm）、直尺。硬脂酸的苯溶液。實驗原理硬脂酸能在水面上擴散而形成單分子層，由滴入硬脂酸剛好形成單分子膜的質(zhì)量m及單分子膜面積s，每個硬脂酸的截面積A，求出每個硬脂酸分子質(zhì)量m，再由硬脂酸分子的摩爾質(zhì)量M，即可求得阿伏加德羅常數(shù)N。實驗步驟1.測定從膠頭滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的體積。取一尖嘴拉得較細的膠頭滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入 1 mL，然后記下它的滴數(shù)，并計算出 1滴硬脂酸苯溶液的體積V1。2.測定水槽中水的表面積用直尺從三個不同方位準確量出水槽的內(nèi)徑，取其平均值。3.硬脂酸單分子膜的形成用膠頭滴管（如滴管外有溶液，用濾紙擦去）吸取硬脂酸的苯溶液，在距水面約 5 cm處，垂直往水面上滴一滴，待苯全部揮發(fā)，硬脂酸全部擴散至看不到油珠時，再滴第二滴。如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再擴散，而呈透鏡狀時為止。記下所滴硬脂酸溶液的滴數(shù)d。4.把水槽中水倒掉，用清水將水槽洗刷干凈后，注入半槽水，重復(fù)以上操作兩次。重復(fù)操作時，先將滴管內(nèi)剩余的溶液擠凈，吸取新鮮溶液，以免由于滴管口的苯揮發(fā)引起溶液濃度的變化。取三次結(jié)果的平均值。5.計算（1）如稱取硬脂酸的質(zhì)量為m，配成硬脂酸的苯溶液的體積為V，那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的質(zhì)量為m/V。（2）測得每滴硬脂酸的苯溶液的體積為V1，形成單分子膜滴入硬脂酸溶液的滴數(shù)為（d1）（詳見注釋），那么形成單分子膜需用硬脂酸的質(zhì)量為：V1（d1）=（3）根據(jù)水槽直徑，計算出水槽中水的表面積S。已知每個硬脂酸分子的截面積A=（2.21015）cm2，在水面形成的硬脂酸的分子個數(shù)為S/A。（4）根據(jù)（2）和（3）的結(jié)果，可計算出每個硬脂酸分子的質(zhì)量為：=（5）1 mol硬脂酸的質(zhì)量等于284 g，即M=284 gmol1 ，所以 1 mol硬脂酸中含有硬脂酸的分子個數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù)NA為：NA=注釋：當最后一滴硬脂酸溶液滴下后，這滴溶液在水面呈透鏡狀，說明這滴溶液沒有擴散，即沒有參與單分子膜的形成。這時單分子膜已經(jīng)形成完畢，應(yīng)停止滴入溶液，所以，在計算形成單分子膜所需硬脂酸溶液的滴數(shù)時，應(yīng)將最后一滴減掉，即滴數(shù)計為d1。說明：一、實驗成功標志根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算的阿伏加德羅常數(shù)NA在（57）1023范圍內(nèi)為成功。二、失敗征象實驗測定的阿伏加德羅常數(shù)數(shù)量級不等于11023。三、原因分析1.因為苯是易揮發(fā)的溶劑，故在配制、使用硬脂酸苯溶液的過程中因為苯的揮發(fā)，造成濃度的變化。2.在測量每滴硬脂酸苯溶液體積時是連續(xù)滴液的，在形成單分子膜時的滴液是間歇的，同時，滴管內(nèi)液體多少不同，手捏膠頭的力不同這些因素，均可導(dǎo)致液滴的大小不均勻。3.水槽洗滌不干凈，將會造成很大的誤差。4.水槽水面直徑測量不準確也會造成誤差。四、注意問題1.苯中有少量的水，可用無水氯化鈣或氧化鈣除去。2.配好待用的硬脂酸苯溶液一定要嚴加密封，防止苯的揮發(fā)。在使用過程中要隨時加塞塞住。3.在使用膠頭滴管滴液時，均要采取垂直滴入法，以保持液滴大小均勻。4.在形成單分子膜的過程中，應(yīng)保持水面平靜，防止單分子膜重疊。5.水槽的洗滌：每做完一次實驗，一定要把水槽洗滌干凈。否則，第二次實驗所需硬脂酸苯溶液的滴數(shù)將明顯減少，因為殘留在水槽內(nèi)的硬脂酸分子會占據(jù)部分水面。洗滌方法：用自來水充滿水槽，讓水從水槽邊溢出，反復(fù)23次即可。隨堂練習一、選擇題1.若規(guī)定上標12C的相對原子質(zhì)量為100，下列各項發(fā)生變化且為原來的12/100的是A.氧的相對原子質(zhì)量 B.H2O的摩爾質(zhì)量C.阿伏加德羅常數(shù)D.98 g硫酸的物質(zhì)的量答案：D2.在無土栽培中，需配制一定量含50 mol NH4Cl、16 mol KCl和24 mol K2SO4的營養(yǎng)液。若用KCl、NH4Cl和（NH4）2SO4三種固體為原料來配制，三者的物質(zhì)的量依次是（單位為mol）A.2、64、24B.16、50、24C.32、50、12D.64、2、24 答案：D3.摩爾是A.國際單位制的一個基本物理量B.表示物質(zhì)質(zhì)量的單位C.計量微觀粒子的物質(zhì)的量的單位D.表示6.021023個粒子的集體答案：C4.下列各組物理量，都不隨取水量的變化而變化的是A.水的沸點；蒸發(fā)水所需熱量B.水的密度；水中通入足量CO2后溶液的pHC.水的體積；電解水所消耗的電荷量D.水的物質(zhì)的量；水的摩爾質(zhì)量答案：B5.超導(dǎo)材料為具有零電阻及反磁性的物質(zhì)，以Y2O3、BaCO3和CuO為原料、經(jīng)研磨燒結(jié)可合成一種高溫超導(dǎo)物YBa2Cu3Ox，現(xiàn)欲合成0.5 mol此高溫超導(dǎo)物，依化學(xué)劑量比例，需取Y2O3、BaCO3和CuO的物質(zhì)的量分別為A.0.50，0.50，0.50B.0.25，1.0，1.5C.0.50，1.0，1.5D.1.0，0.25，0.17答案：B二、填空題6.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，阿伏加德羅常數(shù)的測定手段越來越多，測定的精確度也越來越高?，F(xiàn)有一種簡單可行的測定的方法，具體步驟為：（1）將固體NaCl細粒干燥后，準確稱取m g NaCl固體并轉(zhuǎn)移到定容儀器A中；（2）用滴定管向A儀器中加苯，不斷振蕩，繼續(xù)加苯至A儀器的刻度，計算出NaCl固體的體積V cm3。請回答下列問題：步驟（1）中A儀器最好使用_（填序號）。A.量筒 B.燒杯 C.容量瓶 D.試管步驟（2）中用酸式滴定管還是用堿式滴定管_，理由是_。能否用水代替苯_，理由是_。已知NaCl晶體中，靠得最近的Na+與Cl間的平均距離為a cm（如下圖），用上述測定方法測得的阿伏加德羅常數(shù)NA的表達式為_。答案：C 酸式滴定管 堿式滴定管的橡膠因溶于苯而變形不能 NaCl溶于水，不能測出NaCl固體的體積 NA=