第二单元 物质的化学计量 第1课时（教学设计） 化学苏教版2019必修第一册

第二单元 物质的化学计量 第1课时 物质的量 摩尔质量 一、知识目标 1.了解物质的量及其单位——摩尔; 2.理解物质的量与微观粒子数之间的关系; 3. 理解摩尔质量的含义。了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的关系。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：认识物质的量作为连接微观粒子世界（原子、分子、离子等）与宏观可测量世界（质量）的桥梁作用，建立从微观粒子数角度理解宏观物质数量的观念。 2.证据推理与模型认知：通过计算实例构建"n-N-m"转换模型，培养化学计量思维。 3.科学探究与创新意识：通过阿伏伽德罗常数的科学史实，感受科学家严谨求实的精神。感受引入“物质的量”这一概念对于科学研究和实际应用（如航天材料计算）的必要性。 一、教学重点 了解物质的量的概念，区分物质的量及其单位摩尔。 二、教学难点 1.微观粒子与宏观质量的转换思维建立； 2. 物质的量、阿伏伽德罗常数、摩尔质量三者关系。 本节教学内容源于苏教版（2019 年版）高中化学必修第一册专题1《物质的分类及计量》第二单元《物质的化学计量》的第一课时《物质的量 摩尔质量》。物质的量是联系微观粒子与宏观物质的基本物理量，它是整个高中化学定量研究的基础和核心概念，是学生从宏观、定性研究进入微观、定量研究的转折点和关键桥梁。它承接初中化学中“分子、原子、离子”、“元素”、“相对原子质量”、“相对分子质量”等微观概念和质量测量，为后续学习“气体摩尔体积”、“物质的量浓度”、“化学方程式中的定量关系（化学计量数比等于物质的量之比）”等核心内容奠定必不可少的基础。没有物质的量概念，化学的定量计算将难以进行。课程标准明确要求学生“认识物质的量是联系微观粒子与宏观物质的重要物理量”，“了解阿伏伽德罗常数和摩尔质量的含义”，“能基于物质的量认识物质组成及其变化”。 教材遵循“引入需求→定义概念→理解常数→联系质量→应用计算”的逻辑顺序。从通过计算12g碳原子所含原子数引入阿伏伽德罗常数，建立粒子数与物质的量的联系；通过比较1mol不同物质的质量与相对原子/分子质量的关系引出摩尔质量，建立质量与物质的量的联系；最后进行综合计算应用。层层递进，有助于培养学生的科学探究能力和化学学科核心素养。 教学对象为初高中过渡阶段的高一学生。在初中化学学习中，已掌握原子、分子等微观粒子概念，了解相对原子质量的含义（如O-16），但未建立微观粒子数量与宏观质量的定量联系，无法理解"6.02×10²³"的实际意义。从认知能力看，高一学生抽象思维仍在发展中，对微观数量级（如10²³）缺乏感性认识，没有接触过“集合体”的计量思想；易混淆生活用语（如"物质的质量"）与科学概念（如"物质的量"）。在学习方法上，多数学生习惯被动接受知识，自主探究和归纳总结能力有待提高。 此外，学生对宏观现象（如神舟飞船、海洋）背后的微观世界（如构成物质的粒子数量）可能存在好奇，对抽象的物理量（物质的量）和巨大的常数（阿伏伽德罗常数）可能感到陌生、困惑甚至畏难，对公式的简单套用可能较快掌握，但对概念内涵的理解需要反复辨析和实例强化。因此，教学中应引导学生主动思考、积极探究，计算类任务需梯度设计（从模仿到迁移），逐步提升学生的化学学科素养和解决实际问题的能力。 教学环节一 新课导入 【展示】神舟十七号发射图片与地球海洋图。 【提问】同学们，这是10月26日神舟十七号发射的场景。当宇航员在太空中回望地球时，看到的是什么？ 【学生回答】蓝色的海洋！ 【提问】很好。那么老师想问大家两个问题："海洋中有多少滴水？一滴水有多少个水分子？谁能估算一下？ 【学生回答】可能有几亿亿滴吧？（可能答"巨大""无法计数""数不清"）。 【讲解】确实如此。科学家告诉我们，1滴水中大约有1.67×10²¹个水分子。这么大的数字，用"个"来计量方便吗？ 【学生回答】不方便！ 【展示】观看视频，感受宏观世界的巨大和微观粒子的微小。 设计意图 1.激发学生兴趣：思考教师提出的问题，意识到用“个”计量微观粒子的不现实性。明确学习新概念的必要性。 2.创设真实、震撼的情境（航天、海洋）：从宏观现象引出微观计量难题，激发学生好奇心和求知欲，自然引入“物质的量”概念，突出其建立的必要性。 3.引发思考，导入新课：创设认知冲突，引出微观粒子计量难题，激发学习动机。 教学环节二 物质的量——微观粒子的"集合体" 活动一：课堂思考引入 【引入】同学们，根据刚才我们看的图片和视频，请大家思考一个问题：物质的量存在的意义是什么呢？【讲解】所以为了解决计量微观粒子（分子、原子等）数量过于庞大的困难，我们需要引入一个新的物理量——物质的量。它可以把庞大的微观粒子数"打包"成方便计算的集合体。 设计意图 通过问题和视频激发学生的学习兴趣，引导学生主动思考，为后续学习做铺垫。 活动二：物质的量出现的意义 【讲解】微观粒子数量太过庞大不便以个数来计量，物质的量是连接微观粒子（不可见、不可数）与宏观物质（可见、可称量）的桥梁。将不可见不可数的微观粒子“打包”成一个集合体，就变成宏观可见可称量的物质。 活动三：物质的量的基本概念 【提问】请同学们阅读教材，回答物质的量的概念、常用单位以及表示方法分别是什么？ 【学生回答】学生阅读教材后回答： 1.概念：表示一定数目微观粒子的集合体。物质的量是国际单位制中的基本物理量之一，符号为n。 2.常用单位：摩尔，简称摩，符号为mol。 表示方法：例如x mol H2O，数值、单位、指定化学式或微粒符号。 【讲解】非常好。物质的量表示一定数目微观粒子的集合体。它是国际单位制中七个基本物理量之一，是描述物质属性的物理量。 【提问】常见的微观粒子有哪些呢？ 【学生回答】微观粒子包括：质子、中子、电子、分子、原子、离子以及粒子聚集体（缔合分子、原子团、官能团、粒子间的化学键等）。 【讲解】同时，物质的量有四个特点：1.专有化：“物质的量”是一个物理量，是个专有名词，不能说成“物质量”、“物质的质量”、“物质的数量”等。2.集体化：物质的量表示的是很多个微粒的集合体，物质的量的数值可以是整数也可以是小数。3.微观化：只适用于微观的粒子——如分子、原子、离子等。4.具体化:用“摩尔”表示物质的量时，应用化学式具体指明粒子种类。一般用“数量＋单位＋粒子”的形式，如 1 mol H、1 mol氢原子、1 mol H2、1 mol H＋等，但是不能写 1 mol氢。 【提问】同学们判断一下，这两个说法是否正确？（1）摩尔是国际单位制中的基本物理量。（2）使用物质的量时一定要指明粒子种类。 【学生回答】（1）错误。摩尔是物质的量的单位，不是基本物理量。（2）正确 【讲解】使用物质的量描述微观粒子数目一定要指明粒子种类，一般用化学式或元素符号表示。如：1 mol 氧 × 1 mol O √ 活动四：典例精讲 【展示题目】下列叙述正确的是( ) A. 物质的量就是物质的质量 B. 物质的量指物质的数量 C. 物质的量是国际单位制中的一个基本物理量 D. 物质的量是用于描述物质多少的 【学生回答】C 【讲解】物质的量是一个专有名词，不能说成"物质量"或"物质的数量"。就像"长度"不能说成"长短"一样。它也不等于微粒数目。 【展示题目】下列对于“摩尔”的理解正确的是( ) A. 摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量 B. 摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为mol C. 摩尔是宏观与微观的桥梁 D. 摩尔是数目的单位 【学生回答】B 【讲解】摩尔是物质的量的单位，不是物理量，物质的量才是物理量。 【展示题目】判断下列表述是否正确? A. 0.5 mol O B. 2 mol Na+ C. 2 mol 氧 D. 1 mol 汽车 E. 5 mol 电子 【学生回答】ABE正确，CD错误。 【讲解】物质的量不能描述宏观物质，只用于分子、原子等微观粒子。 【讲解】记住物质的量的"四化"原则： 1. 专有化：必须说"物质的量" 2. 集体化：表示大量微粒的集合 3. 微观化：只用于分子、原子等微观粒子 4. 具体化：必须指明粒子种类，如"1 mol H2O" 设计意图 通过讲解、提问，清晰、准确地建立“物质的量”的基本概念框架。重点突破“四化”要求，特别是“微观化”和“具体化”，通过即时辨析纠错，消除常见误解（如用于宏观物体、表述不具体），为后续学习扫清障碍。 教学环节三 阿伏伽德罗常数 活动一：课堂思考引入 【引入】我们已经知道，金刚石是由碳原子构成的，单个碳原子的质量非常小。科学研究发现，一个碳原子的质量约为1.993×10-23g。请通过计算得出12 g金刚石中大约含有多少个碳原子。 【学生回答】 【讲解】国际上规定，1 mol 某种微粒集合体中所含的微粒数与 0.012 kg 12C中所含的碳原子数相同，约为6.02×1023。这就是阿伏伽德罗常数。 活动二：阿伏伽德罗常数的定义计算 【提问】物质的量它把庞大的微观粒子数"打包"成方便计算的集合体，一“包”是1mol，那么一"包"微粒究竟有多少个微粒呢？ 【学生回答】6.02×1023个 活动三：阿伏伽德罗常数的基本概念 【讲解】请同学们阅读教材，总结阿伏伽德罗常数的定义、符号、数值和单位分别是什么？ 【学生回答】学生阅读教材后回答： 1.定义：1 mol某种微粒集合体中所含的微粒数与 0.012 kg 12C中所含的原子数相同。 2.符号：NA。 3.数值：约6.02×1023。 单位：mol-1。 【讲解】阿伏伽德罗常数它的最新数据为6.02214076×1023。它和课本给的数值一样吗？它们之间是什么关系？ 【学生回答】不一样，近似关系。 【讲解】阿伏伽德罗常数是一个近似值。 【展示科学家阿伏伽德罗的肖像】这位是意大利化学家阿伏伽德罗，为了纪念他，这个常数以他的名字命名。 【提问】1 的硫原子个数与1 H2O的水分子个数是否相同？ 【学生回答】相同。均约为个，1 不同物质所含微粒的个数相同。 【提问】1 中约含有个分子，约含有多少个氧原子？ 【学生回答】1 个分子中含有 2 个氧原子，个分子中含有个氧原子。 活动四：阿伏伽德罗常数与物质的量的换算关系 【提问】1 mol H2O中含有多少个H2O分子？ 【学生回答】NA个 【讲解】1个H2O分子扩大6.02×1023倍，则有6.02×1023个H2O分子，即NA个H2O分子，也就是1 mol H2O。 【提问】那么2 mol H2O中含有多少个H2O分子？ 【学生回答】2NA个 【讲解】以此类推，n mol H2O中含有多少个H2O分子？ 【学生回答】nNA个 【讲解】简单理解就是mol变NA。运算公式N = n×NA。 【提问】1 mol H2O中，含有____mol H，____mol O? 【学生回答】2 mol H，1 mol O 【讲解】微粒数之比等于物质的量之比。 【提问】2 mol H2O 中含有____ 个水分子，____ 个氢原子，____个氧原子。 【学生回答】2NA 个水分子，2NA个氢原子，NA个氧原子。 活动五：典例精讲 【展示题目】在2 mol CO2中含有的分子数是多少？ 【学生回答】 【展示题目】在1.204 × 1024个Ca2+的物质的量为？ 【学生回答】 【展示题目】 (1) 1mol CH4中有 mol 碳原子， mol 氢原子，共有 mol 原子 (2)1 mol CO2中有 mol C和 mol O，0.5 mol CO2中有 mol C和 mol O。含有0.5 mol O的CO2的物质的量为 mol。 (3) 含有0.6 mol O 的SO3的物质的量为 mol，其中S原子有 个。 (4)3.01×1023个H2O分子的物质的量为 。 设计意图 通过历史人物和计算实例，激发学生的学习兴趣，引导学生主动思考，建立微观与宏观的联系，培养定量计算能力，为后续学习做铺垫。 教学环节四 摩尔质量 活动一：课堂思考引入 【引入】现在我们知道一“包”是1mol，里面有NA个微粒，那么一“包”微粒有多重呢？ 活动二：1mol不同物质的质量规律探究 【问题】请同学们阅读课本 P10，完成下列表格填空，并总结规律。 1 物质 相对原子（分子）质量 质量（） 【展示表格】学生阅读课本P10，填写1 mol不同物质的质量 【提问】大家能够总结出什么规律呢？ 【学生回答】1 mol任何原子的质量，数值上等于它的相对原子/分子质量 【提问】其他分子、离子也满足这个规律吗？ 活动三：1mol不同分子、离子的质量规律探究 【问题】请同学们阅读课本 P10，完成下列表格填空，并总结规律。 1 物质 相对原子（分子）质量 质量（） H2SO4 K2Cr2O7 Na＋ Cl－ 【展示表格】学生阅读课本P10，填写1 mol不同分子、离子的质量 【提问】大家能够总结出什么规律呢？ 【学生回答】1mol任何分子、离子的质量，数值上等于它的相对原子/分子质量 【讲解】所以，1mol任何物质的质量，数值上等于它的相对原子/分子质量 【提问】摩尔质量与相对分子质量(或相对原子质量)是否等同？ 【学生回答】不等同。前者单位是g·mol－1，后者单位是1。 活动四：摩尔质量的基本概念 【讲解】摩尔质量的定义是单位物质的量的物质所具有的质量，叫做摩尔质量。对某物质来说，它的摩尔质量是固定的，不随物质的量的变化而变化，也不随物质状态的变化而变化。好比12g的块状石墨、12g的粉末状石墨和120g的金刚石，它们的摩尔质量都是12g/mol。 【提问】摩尔质量的符号和单位是什么呢？ 【学生回答】符号是M，单位是g·mol－1 【提问】我们根据单位可以反推运算公式，大家看看能不能推出来？ 【学生回答】 活动五：物质的量、粒子数、质量的关系 【展示动画】 【讲解】宏观代表可称量的质量，微观对应粒子数，而物质的量就是桥梁，所以二者的运算公式以物质的量为媒介串联起来。 【展示公式】 活动六：典例精讲 【展示题目】2 mol SO2的质量是多少克? 【学生回答】 【展示题目】 （1）1mol O2的质量是 g，O2的摩尔质量为 。 （2）2mol H2O的质量是 g，H2O的摩尔质量为 。 （3）2mol SO2的质量是 g，SO2的摩尔质量为 。 （4）16g O2的物质的量是 mol。 （5）3.4 g NH3的物质的量是 mol，NH3的摩尔质量为 。 设计意图 通过数据归纳自主发现规律，结合计算强化"n-m"转换能力。 【展示题目】 （1） 16g O2的物质的量为 ，所含氧原子的数目为 个。 （2）相同物质的量的O2和O3，所含氧原子物质的量之比为 ，所含分子的数目之比为 ，质量之比为 。 （3） 相同质量的O2和O3 ，物质的量之比为 ，所含分子的数目之比为 ，所含原子数目之比为 。 设计意图 检测目标达成度，深化对"物质的量"桥梁作用的理解。 第二单元 物质的化学计量 第1课时 物质的量 摩尔质量 一、物质的量 1、意义：微观粒子 → 宏观质量的"桥梁"。 2、单位：摩尔（mol） 3、"四化"：专有化、集体化、微观化、具体化 2、 阿伏伽德罗常数 1、定义：1 mol粒子的数量 ≈ 6.02×10²³ mol⁻¹ 2、公式：N = n × NA 三、摩尔质量 1、定义：1 mol物质的质量（g·mol⁻¹） 2、规律：数值 = 相对原子/分子质量 3、公式：m = n × M 1. 下列表示正确的是（ ） A．1mol 氢 B．1mol 铁块 C．1mol NH4+ D．1mol 小米 2.下列说法正确的是 (　 　) A．1 mol 氯含有6.02×1023个微粒 B．阿伏加德罗常数的数值约等于6.02×1023 C．钠的摩尔质量等于它的相对原子质量 D．H2O的摩尔质量是18 g 3.2015年10月，科学家屠呦呦因发现青蒿素和双氢青蒿素治疗疟疾的新疗法而获得诺贝尔生理学或医学奖。双氢青蒿素的化学式为C15H24O5，相对分子质量为284。下列关于双氢青蒿素的说法正确的是 (　　 ) A．NA个双氢青蒿素的质量为284 g·mol－1 B．均为NA的C、H、O三种原子的质量比6∶1∶8 C．14.2 g双氢青蒿素中含有的原子总数为2.2NA D．含有NA个碳原子的双氢青蒿素的物质的量为1 mol 4.用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中，正确的是(　　) A．2.4 g 金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1 NA B．2 g 氢气中含有的原子数为NA C．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2 NA D．17 g氨气中含有的电子数为10 NA 5．现有CO、CO2、O3三种气体，它们分别都含有1 mol氧原子，则三种气体的物质的量之比为(　　) A．1∶1∶1 B．1∶2∶3 C．3∶2∶1 D．6∶3∶2 6．3.2 g某气体中所含分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为 (　　 ) A．64 g·mol－1 B．64 mol C．64 g D．32 g·mol－1 学生可能对"微观集合体"概念初期感到抽象，需通过生活类比（如"一打鸡蛋"）和阶梯式练习逐步内化。后续课程需强化"物质的量"在溶液浓度计算中的应用。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$