2.3物质的量（3课时）教学设计 2022-2023学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

连山壮族瑶族自治县连山中学 教学设计（教案） 课题 2.3物质的量 教材版本 高中化学人教版必修一 学段 2022-2023学年度第一学期 课型 新授课 计划课时 3课时 备课人 李旭苗 编写时间 2022年11月 9日 学科 化学 适用年级 高一 第1课时：物质的量的单位——摩尔 教学内容分析 在系统学习“物质分类及其变化”之后，本章从常见无机物及应用入手，既进一步补充了丰富的感性认知材料，又可为后面继续学习其它元素及其化合物、建构物质结构、元素周期律、了解化学反应与能量等理论知识打下基础。在宏观定性研究物质的基础上，引入一个新的物理量—物质的量，从定量的角度再认识物质的性质和物质之间发生的反应，教材在内容编排上注重了宏观与微观相结合，引导学生建立可称量的宏观物质与不可称量的微观粒子间的联系，初步建构“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养，为后面进一步研究分子、原子及离子间的相互作用打下基础。 学情分析 学生在初中学习了原子、分子、电子等微观粒子，学习了化学方程式的意义和常用的物理量及其对应的单位，这是学习本节课的知识基础。但是本节课的概念抽象，具象思维和抽象思维的转化难度高，新旧知识会产生认知冲突，而且学生对知识的归纳、整理和迁移能力尚还欠缺，这些需要教师善于引导，巧妙地设置问题引导学生自主阅读并与同学交流，从学生认识基础出发，加强直观性教学，采用设问、类比启发、重点讲解并辅以讨论的方法，引导学生去联想，运用迁移规律，使学生在轻松的环境中掌握新知。 教学目标 1.认识化学科学研究需要实证与推理，注重宏观与微观的联系。 2.了解物质的量及其相关物理量的含义和应用，体会定量研究对化学科学的重要作用。 3.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化，知道从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是研究化学问题的科学的化学方法之一。 重难点分析 重点：物质的量的概念；建构以物质的量为中心的转化关系，感受宏观与微观结合的思想。 难点：物质的质量（m）、粒子总数(N)、物质的量(n)之间的转化关系建构。 学法指导 1.类比归纳法（物质的量概念的引出） 2.演绎推理法（粒子总数、物质质量与NA、M的关系） 教学用具 多媒体课件、希沃小游戏 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引 入 课 题 （1 min） 生活情境：最近看到新闻：有人提着一麻袋子硬币去银行存钱，一个个地数真会数到手抽筋啊，所以被很多家银行拒收了，你们有什么方法帮助快速数钱吗？ 思考，讨论后会有多个方案 环节一 认 识 摩 尔 及 物 质 的 量 （7min） 1、由集合思想引出”摩尔” 分析：对于年份、质地、面值相同的硬币有如下方案：（１）分堆数：对其中１堆（已知个数）称其质量，再称总质量，可求出总个数即总钱数； （2） 量高度：对其中１堆量高度（已知个数），再量总高度，可求出总个数即总钱数。 总结：对于数目较大、体积较小的物质计数，可采用“堆”或“集合”的思想。 生活中有很多例子，比如一打鸡蛋12个，一盒回形针100个，一袋米等等 问题：请尝试数数１瓶水中含有多少个Ｈ２Ｏ分子。 并补充道原子、分子数目巨大，体积很小。 思考：模型中这一堆水分子的数量和质量怎样确定呢？你们觉得这一堆水中水分子为多少合适啊？ 0． ０１２ｋｇ１２Ｃ中所含的原子数，大约为６．０２×１０２３，也就是１ｍｏｌ微粒的数目，科学界将这个常数叫作阿伏加德罗常数，用ＮＡ表示，即ＮＡ≈６．０２×１０２３　ｍｏｌ－１。 注意：阿伏伽德罗常数有单位，不是纯数字 2、由“摩尔”引出“物质的量” 过渡：“１堆１ｍｏｌ”、“２堆２ｍｏｌ”、“５堆５ｍｏｌ”……摩尔究竟是什么？ 概念：那就给它找个物理量吧， 化学家们提出了物质的量这个物理量，表示含有一定数目粒子的集合体，用ｎ表示，其单位是摩尔ｍｏｌ。 需要说明的是“物质的量（ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｓｕｂ－ｓｔａｎｃｅ）”这个专有名词中的“量”特指数量，而且是微粒的数量，ａｍｏｕｎｔ就是数量的意思。 思考：物质的量（n）、微粒数目（N）和阿伏伽德罗常数（NA）之间存在怎样的定量关系？ 思考：为何要引入物质的量？使用个数或者质量定量不好吗？（感悟物质的量对于单一物质计量的功能） 练习2：微粒间的数量关系 小组代表分享方案 依据刚刚建立的模型，学生很快就能迁移到：数水分子数就可以采用“堆”“集合”的思想，借助模型来解决问题。 学生在引导下初步意识到水分子很小很小，其数目应该很大。 利用集合思想数出1 瓶水的H 2 O分子个数 学生初步构建概念模型 “摩尔ｍｏｌ”好像是个单位，和千克、秒等基本单位相似。 指导学生结合教材上的资料卡片“国际单位制的７个基本单位”，理解“物质的量”与“摩尔”的关系。 学生回答： 微粒数 = 物质的量 × 阿伏伽德罗常数 N = n × NA “物质的量”功能： ①简洁：化大为小，将一个小的单位大的数，转化为大的单位小的数 本节课是关于“数数”的问题，以学生的生活经验和先备知识为基础，由“数硬币”的情境导入，不仅引起学生的兴趣和思考，也有利于为本课题铺垫。另外，教师引领学生抽象出模型是非常重要的科学学习方法，有利于将感性的、凌乱的认知抽象为理性的、系统的方法。 有了之前“数硬币”的活动，面对“数水分子”时学生也不会觉得突兀。本环节的设计符合“最近发展区”理论，能较好地激发学生的兴趣。 用“摩尔”来引入“物质的量”有利于降低概念的理解难度，也符合“摩尔”及“物质的量”等概念的起源发展史，加上与其他国际单位制的基本单位的类比学习，也有助于对新概念的理解。 环节二 认识摩尔质量（27min） 3、 由Ar或Mr引出“摩尔质量” 讨论：1mol物质的质量在数值上有什么特点？ 解决问题：称出了1瓶水的总质量ｍ总 ，求这瓶水含有的H2O分子数N？ 练习：以n为中心的关系转化 活动：建构完善的认识模型 “物质的量”功能： ②对应：质量明确对应，它们质量的数值均与相对原（分）子质量对应起来，化异为同。 环节三 课堂小结（5min） 视频：认识摩尔与感受阿伏伽德罗常数的大小 ·课堂巩固练习 ·总结提升 观看视频，感受阿伏伽德罗常数的大小 板书设计 作业布置 课外（预计用时30分钟） 练习册61-68页，小本169-170页 教后反思 第2课时：气体摩尔体积 教学内容分析 本节教材是在系统学习“物质分类及其变化”之后，从常见无机物及性质入手，既进一步补充了丰富的感性认知材料，又可为后面继续学习有关气态反应物和生成物的相关化学计算及学习化学反应速率和化学平衡打下基础，气体摩尔体积是在学生已经学习 物质的量、摩尔质量、物质的量与微观粒子数、宏观质量之间的计算等知识之后，学生接触的又一类微观粒子和宏观物质之间转化的知识，教材在内容编排上注重了宏观与微观相结合，引导学生认识物质的宏观体积与微观因素是相互联系的，从微观的角度解释物质体积大小的影响因素，建立气体摩尔体积概念并进行相关的计算 ；建构“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养，为研究物质转化过程中物质间定量关系奠定基础。 学情分析 在知识方面物质的量和摩尔质量的学习使得学生对物质的量的“宏观和微观的桥梁”作用有一定的体会和认识; 物理课上学习的物质三态变化、温度和压强对气体的体积的影响为本节课的学习做了很好的知识准备，本节课的概念抽象，具象思维和抽象思维的转化难度高，与学生原有的认识如气体的体积会产生认知冲突。在能力方面，刚步入高中的学生形象思维占有相对的优势，抽象思维能力比较薄弱，而且学生对知识的归纳、整理和迁移能力尚还欠缺，这些需要教师善于引导，妙地设置问题引导学生自主阅读并与同学交流分享，从学生认识基础出发，将抽象的问题具体化、形象化，帮助学生理解概念，掌握概念的内涵和外延，采用设问、类比启发、实验探究、重点讲解并辅以讨论的方法，引导学生去联想，动手操作，运用迁移规律，使学生在轻松的环境中掌握新知。 教学目标 1.通过概念回顾、资料阅读、模型搭建，知道物质的量是架构微观粒子与宏观物质的质量和体积计量的桥梁，能从微观角度认识物质的体积的影响因素。 2.通过阅读教材P52“思考与讨论”、表格数据分析，知道不同状态物质体积的主要决定因素的差别，并通过类比迁移认识气体摩尔体积。 3.通过微观分析，认识气体体积变化规律，理解温度和压强影响气体体积的本质， 4.通过对比、类比、归纳、推理多种思维活动，让学生理解气体摩尔体积的含义，建立物质的量与气体体积计算的模型，体会从物质的量层次定量研究化学问题。 重、难点分析 教学重点：气体摩尔体积概念及阿伏伽德罗定律，感受宏观与微观结合的思想 教学难点：气体摩尔体积概念的建立 学法指导 1.类比归纳法 2.实验探究法 3.演绎推理法 教学用具 希沃多媒体课件，希沃互动小游戏 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情 境 引 入 过渡：同学们，我们已经认识了联系微观世界和宏观物质桥梁物理量---物质的量，今天我们将继续认识新的物理量----气体摩尔体积。 已知18 g水中含有约6.02×1023 个水分子，即1 mol H2O；27 g铝中含有约6.02×1023 个铝原子，即1 mol Al。 如下图中展示的为物质的量均为1 mol的物质，我们发现它们具有不同的质量，所占有的体积也不同，通过物质的量可以将微观粒子数和宏观质量联系起来。 思考：那能否以类似的方式将物质的量和物质的体积联系起来呢？ 观看课件，回顾旧知，倾听思考 环节一 探究决定物质体积大小的因素 15 min 教材思考与讨论P52 任务1：计算在0 ℃，101 kPa(标准状况下)，1 mol氢气和1 mol氧气的体积。 任务2：在相同的条件下，1 mol 固体、1 mol 液体的体积是否也相等？ 思考：决定物质体积大小的因素有哪些？ 由于都是1mol，因此粒子数目均为NA个 问题：对于不同状态的物质，影响其体积大小的因素有区别吗？ ·固体或液体 分析：固体与液体的粒子排列很紧密，不容易改变位置，所以粒子间距非常小，可以忽略，而不同物质的粒子大小不相同，是导致1mol固体与液体的体积不同的主要原因。 过渡：决定气体体积的大小的主要因素是什么？ 以水为例 温度升高至100℃，1mol水从液态变成气态，体积增加1700倍，则粒子间距非常大，而粒子大小相比之下变得非常小，可忽略。 小结：决定物质体积大小的因素 问题：粒子数目相同，气体粒子间距受哪些条件影响？ 活动：根据质量以及密度，计算标况下，1mol气体、液体、固体的体积 分析：标况下，气体体积相同，但是固体液体均不相同，且有大小之分 学生代表： 气体体积与温度成正比，与压强成反比 总结： 粒子数相同的气体来说，如果温度和压强相同，则微粒间的平均距离基本相同，体积也就相同 环节二 探究（10min） 阿伏伽德罗定律 注意：不是只有标准状况下，Vm≈22.4 L/mol 气体摩尔体积 对于这种单位物质的量（1mol）的气体所占的体积，我们叫做气体摩尔体积 回顾：我们学过什么概念与它相似？ 练习：概念辨析 发言：摩尔质量 活动：完成课堂概念辨析以及简单计算 环节三 阿伏伽德罗定律的推论（6min） 引导学生分析： 学生思考、课后时间推导 板书设计 作业布置 课外（预计用时30分钟） 教后反思 第3课时：物质的量浓度 教学内容分析 “物质的量浓度”是《新课标》中必修一第二章第三节“物质的量”的内容。本节课是在前面两节内容“物质的量、摩尔质量以及气体摩尔体积”学习的基础上，介绍物质的量浓度，在概念理解的基础上，应用概念完成“配制一定物质的量浓度的溶液”的实验。“物质的量浓度”概念比较抽象，故教材引用实际生活中的图片等情境素材，增强趣味性；同时为了便于学生理解概念、应用概念，以“例题”的方式，规范解题步骤，为学生体会宏观物质的质量、物质的量浓度与微观的物质的量之间的关系，将概念的理解和应用交织进行，体现定量实验的特点，培养学生“宏观辨识与微观探析”的化学核心素养。 学情分析 学生刚刚进入高中学习，前面两节内容均是有关物质的量、摩尔质量、阿伏伽德罗常数、气体摩尔体积等概念的学习，概念多且抽象，故考虑到学生的接受能力，在本节内容学习的过程中，降低了化学计算的难度，且主要采取学生回顾已学知识“质量分数及其稀释”及解决生活生产实际问题展开新知识的学习，在已学知识和新学知识之间设置问题为桥梁，降低学习难度及陌生度，激发学习学习兴趣。 教学目标 1．理解物质的量浓度的概念。 2．通过类比，了解物质的量浓度的含义，体会从物质的量层次定量研究化学问题的意义。 3．运用物质的量、摩尔质量及物质的量浓度之间的关系进行简单计算；知道从定量的角度认识宏观物质和微观粒子的相互关系是化学研究的一种科学方法。 4．认识容量瓶，初步学会配制一定物质的量浓度溶液的方法和技能，通过对实验细节的分析，发展定量研究的意识。 重、难点分析 教学重点：物质的量浓度的概念的理解；物质的量浓度溶液的有关计算；配制一定物质的量浓度溶液的方法。 教学难点：物质的量浓度溶液的有关计算；学会根据物质的量浓度的概念分析配制过程对溶液物质的量浓度大小的影响。 学法指导 1． 自主学习法（物质的量浓度概念、容量瓶的使用） 2．小组讨论法（对概念的理解、探究溶液配制的方案、误差分析） 3．讲授法（配制溶液的仪器选择——容量瓶） 教学用具 希沃多媒体课件，希沃课堂互动小游戏 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 引入课题（1min） 思考：初中化学学过哪个物理量可以定量表示溶液浓度大小？ 活动：回忆初中所学——溶质的质量分数 环节一 情境探究，认识概念（15min） 展示：“图片展示”表示溶液浓度的不同方法，葡萄糖、氯化钠注射液中5%、0.9%表示什么？ 溶质的质量分数 思考：有无其他表示溶液浓度的方法？ 溶质的量，除了质量，我们还可以从微观角度用物质的量来表示 思考：：取一定量溶液时，称质量方便还是量体积方便？ 讨论：根据这个关系式，并类比质量分数的定义给物质的量浓度下个定义 一、认识物质的量浓度 通过例题及巩固练习，深入理解物质的量浓度定义。 【学以致用】设置情境问题，辨析概念，归纳要点： 已知：0.9%的医用生理盐水的物质的量浓度为0.154mol/L，请判断正误，并分析原因。 回答：溶质的质量分数；量体积 分析：观察图片，体会表示溶液浓度的不同方法，引出本节课的主题——物质的量浓度 【活动一】阅读教材P56 自主阅读教材，理解物质的量浓度的定义、公式、单位。 结合数据，回答问题 回答问题，归纳物质的量浓度的注意事项： 环节二 迁移应用，明确关系（18min） 设置问题情境，引导学生知识迁移应用。 【例题】医用生理盐水的物质的量浓度为0.154mol/L，欲配制500 mL该溶液： （1）需要NaCl的物质的量是多少？ （2）需要称取的质量是多少？ 【学以致用】电镀工业排放的废水中常含有大量的Ag+，为了检测某电镀工厂排放电镀的经过处理后的废水是否达标，现检测该废水中是否还含有大量Ag+： （1）欲配制100mL 1.00mol/L的NaCl溶液，需要称取多少克NaCl？ 引导学生类比一定质量分数的浓溶液稀释问题，解决一定物质的量浓度溶液稀释的实际问题： 类比：将质量分数为98%的浓硫酸稀释为100g质量分数为19.6%的稀硫酸，需要浓硫酸的质量是多少克？ 【例题】做实验需要使用250mL 1.0mol/L的稀硫酸，目前实验室仅有浓度为18mol/L 的浓硫酸，需量取该浓硫酸多少体积？ 练习：电镀工业排放的废水中常含有大量的Ag+，为了检测某电镀工厂排放电镀的经过处理后的废水是否达标，现检测该废水中是否还含有大量Ag+： （2）为减小误差，实验时将配置好的1.00mol/L NaCl溶液稀释为100mL 0.50mol/L，需量取多少升1mol/L NaCl溶液？ 学生活动： 通过例题分析展示，解决实际问题， 建立知识间的联系。总结：m = nB·MB = cB·VB·M 讨论探索解决问题的思路： 公式： c(浓)·V(浓) = c(稀)·V(稀) 环节三 问题情境，探究方案（6min） 设置问题情境，引导学生思考解决问题的方法。 提问：如何配制100mL 1.00mol/L的NaCl溶液？ 让学生根据自己所学的“配制一定质量分数的溶液”的相关知识，小组合作讨论，选择合适的实验仪器，设计配制该溶液的实验方案。 思考1：如何称取溶质NaCl的质量？ 思考2：如何配制溶液体积100mL？ 针对学生的不同设计方案，引导学生分析所选仪器的缺点，引出新仪器——容量瓶，并展示仪器。 让学生自主阅读教材，回答问题： 容量瓶的构造、常见规格、分类？ 设置问题情境： 根据设计方案，思考下列问题，并归纳出使用容量瓶的注意事项： 1. 从实验室拿来的容量瓶使用之前，应进行什么操作？使用完毕，应怎样操作？ 2. 配制好的溶液，就保存在容量瓶中吗？ 3. 如果要配制NaOH溶液，可以直接将称取的NaOH固体放入容量瓶中吗？ 演示实验：容量瓶的检漏 根据所学的“配制一定质量分数的溶液”的相关知识，小组合作讨论，选择合适的实验仪器，设计配制该溶液的实验方案： 思考2的可能方案有：①用烧杯量100mL水，将NaCl溶于其中。 ②用量筒量100mL水，将NaCl溶于其中。 ③将NaCl溶于水里，加水至烧杯100mL刻度线处。 自主阅读教材，了解容量瓶的相关知识： 1. 容量瓶：（1）构造：颈部有刻度线，瓶身标温度和容积。 （2）常见规格：50mL、100mL、250mL、500mL，1000mL； （3）分类：有无色和棕色。 学生思考并解决问题，归纳容量瓶使用的注意事项： 环节四 实验视频，解决问题（6min） 播放溶液配制的实验视频：教材P58的实验2-10，系统掌握溶液配制的操作过程。 思考问题： 1. 溶液配制的仪器及步骤？ 2. 转移溶液时为什么要用玻璃棒？ 3. 容量瓶中溶液接近瓶颈刻度时，为什么要改用胶头滴管加水？ 4. 教材P56“思考与交流”： ·用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸误差分析 学生观看视频，思考相关问题，并记录实验步骤 回答问题：2、防止液体洒出 3、逐滴滴加，减少误差 活动：分析思考与交流的问题 板书设计 作业布置 课外（预计用时30分钟） 教后反思 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $$