第3节 化学中常用的物理量——物质的量 第1课时（教学设计）化学鲁科版2019必修第一册

第3节 化学中常用的物理量——物质的量 第1课时 物质的量、摩尔质量 一、知识目标 1.理解物质的量的概念，明确其符号为，单位为摩尔（），掌握物质的量的规范使用方法。 2.了解阿伏加德罗常数的概念，知道其精确值、近似值、符号和单位，掌握物质的量、阿伏加德罗常数和粒子总数之间的关系。 3.理解摩尔质量的概念，明确其符号为，单位为或，知道其数值等于相对原子质量或相对分子质量，掌握物质的量、物质的质量和摩尔质量之间的关系及其变式、。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角，认识物质的量在联系微观粒子和宏观物质之间的桥梁作用。 2.证据推理与模型认知：通过对物质的量、阿伏加德罗常数和摩尔质量等概念的学习，建立化学计量的基本模型，能运用相关模型进行简单的化学计算。 3.科学态度与社会责任：体会化学计量在化学研究和生产生活中的重要作用，培养严谨的科学态度。 一、教学重点 1.物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的概念。 2.物质的量、粒子总数、物质的质量、阿伏加德罗常数和摩尔质量之间的关系及计算。 二、教学难点 1.对物质的量概念的理解。 2. 运用物质的量进行相关计算。 本节教学内容出自鲁科版2019必修第一册第一章《认识化学科学》第三节《化学中常用的物理量——物质的量》第1课时。“物质的量”是化学中一个十分重要的基本概念，它贯穿于高中化学的始终，在化学计算中处于核心地位。它不仅是连接微观粒子和宏观物质的桥梁，也是学习化学平衡、化学反应速率等知识的重要基础，在整个高中化学知识体系中具有承上启下的关键作用。 本课时内容主要包括物质的量、阿伏加德罗常数和摩尔质量三部分。首先通过如何计算一滴水中所含有的水分子的个数的问题引入物质的量的相关概念，接着，以0.012kg 12C中所含的原子数目为基准，引出阿伏加德罗常数，并探讨了物质的量（n）、阿伏加德罗常数NA和粒子总数N之间的关系通过对国际单位制中7个基本物理量的介绍，让学生明确物质的量在其中的地位。最后，介绍了摩尔质量的概念、单位、数值及相关计算，以及物质的量n、物质的质量m和摩尔质量M之间的关系。 教学对象是初高中过渡阶段的学生，他们在初中化学学习中，已经对一些常见的化学物质和化学反应有了初步的认识，但对微观粒子的理解还比较模糊，缺乏从微观角度认识物质及其变化的能力。 在思维方式上，正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于抽象概念的理解和接受能力有限。 学生在生活中虽然有以集体为单位统计个体数量的经验，但将这种思维方式应用到微观粒子的计量上，还存在一定的困难。“物质的量”这一概念比较抽象，与学生的生活经验和已有知识联系不紧密，学生在学习过程中容易产生困惑和误解。 此外，学生在初中阶段对化学计算的要求相对较低，对于涉及物质的量、阿伏加德罗常数和摩尔质量等概念的复杂计算，可能会感到吃力。 在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，结合生活实例和直观的比喻，帮助学生理解抽象的概念。通过循序渐进的教学方法，逐步引导学生掌握相关的计算方法和技巧。同时，要注重与初中化学知识的衔接，让学生在已有知识的基础上进行拓展和深化，降低学习的难度，提高学生的学习兴趣和积极性。 教学环节一 新课导入 【提问】同学们，我们都听过曹冲称象的故事，年幼的曹冲在过程中运用了化整为零的思想。在化学的微观世界里，有一个有趣又让人困惑的问题。假如我们要称出一个水分子的质量，大家想想该怎么做呢？ 【学生回答】可以先求出已知个数水分子的质量在除以水分子的个数。 【讲解】非常好，大家的想法很有创意，一个水分子实在太小了，直接称它的质量几乎是不可能的。这就需要我们换一种思维方式，就像在日常生活中，当个体数量较多时，人们习惯以集体为单位统计个体数量。比如，我们会说一双袜子，这其实就是 2 只袜子的集合体；还有一盒粉笔，是 40 支粉笔的集合体。那么在化学里，对于微观粒子，我们也可以把一定粒子数目的微粒“打包”起来，这就引出了我们今天要学习的一个重要物理量——物质的量。 设计意图 1.激发学生兴趣：通过提出称一个水分子质量的问题，让学生感受到化学微观世界的奇妙和挑战，激发他们的好奇心和探索欲，使学生迅速投入到课堂讨论中，提高课堂参与度。 2.联系生活实际：将微观粒子的处理方式与日常生活中以集体为单位统计个体数量的方式相类比，让抽象的化学概念变得具体、形象，易于学生理解，拉近化学与生活的距离。 3.自然导入新课：从解决实际问题的思维引导，自然地引出“物质的量”这一核心概念，使学生明确本节课的学习目标，为后续的学习做好铺垫，让学生带着思考和兴趣进入新知识的学习。 教学环节二 物质的量 活动一：课堂思考引入 【引入】同学们想一想，如何将一定量的水中蕴含的水分子分批打包呢？这就需要用到我们即将学习的物质的量了。 设计意图 通过如何将一定量的水中蕴含的水分子分批打包的问题引入对物质的量的学习。 活动二：物质的量的概念 【讲解】物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量，其符号为n，单位为摩尔，简称“摩”，符号为mol。 设计意图 直接讲解物质的量的相关概念，便于接下来对物质的量更深层的学习 活动三：物质的量的规范使用 【提问】我们已经知道了物质的量的概念，但是在使用物质的量这个物理量时，我们应该如何规范使用它呢？ 【学生回答】数值+单位+指定微粒的符号或名称；如：1molFe、1molH2、1molNa+ 【讲解】同学们回答的很好，同时我们要注意物质的量的描述对象是微观粒子，而不能描述宏观物质。 设计意图 通过学生自主思考、回答和教师的讲解，加深学生对物质的量规范使用方法的理解和记忆。 活动三：典例精讲 【典例】判断以下描述的正确性 1.“物质的量”也就是“物质的数量” 2. 1mol小米 3. 5mol e- 4. 1mol氧 5.1molNa+ 6.摩尔和长度、质量一样，是七个基本物理量之一 【学生回答】1.错误 “物质的量”是一个整体，不能拆分或者增添任何字 2.错误“物质的量”描述对象的是微观粒子 3.正确 4.错误 使用“物质的量”时注明微粒名称数字+mol+化学符号 5.正确 6.错误 摩尔是物质的量的单位，而不是物理量。 设计意图 通过典例学生对物质的量的理解以及物质的量使用的规范。 教学环节三 阿伏伽德罗常数 活动一：阿伏伽德罗常数的概念 【引入】我们知道了物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体，那么 1mol 物质中到底包含多少个基本单元呢？这就涉及到阿伏加德罗常数。 国际计量大会规定：1mol物质中包含阿伏伽德罗常数个基本单元，也即以0.012kg12C中所含的原子数目。 【提问】1mol物质含有的粒子数是多少呢？（已知一个碳原子质量约为1.993×10-26kg） 【学生回答】大约为6.02×1023个 【讲解】同学们计算的很准确，0.012kg中所含的微粒数为个，，1mol 任何微观粒子所含的微粒数为个。NA的单位为mol-1 阿伏加德罗，意大利化学家。在化学上的重大贡献是建立分子学说。1摩尔粒子的粒子数已被测定为6.02214076×10²³，为了纪念阿伏加德罗的伟大功绩，被命名为阿伏加德罗常数。它是自然科学中的基本常数之一。 设计意图 让学生通过计算亲身感受阿伏加德罗常数的数值，同时了解其历史背景，增强学生对知识的理解和记忆。 活动二： 、、之间的关系 【提问】1molH2O、2molH2O分别、nmolH2O分别含有多少水分子呢？ 【学生回答】NA个、2NA个、nNA个 【总结】同学们回答的非常正确，我们可以使用公式来概括、、之间的关系。在使用这个公式时我们要特别注意物理量的单位。 设计意图 通过具体的例子让学生直观地感受三者之间的关系，便于学生理解和总结。 活动三：感受NA的数值大小 【讲解】如果把6.02×1023个硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240亿次、如果每只蚂蚁身长0.5厘米，身宽0.1厘米，那么6.02×1023只蚂蚁就可覆盖23403个地球表面，可见NA的数值十分巨大。这个数针对的是微观粒子:即原子、分子、离子、原子团、质子、中子、电子等，不能描述宏观物质。 设计意图 通过具体的例子来反映出NA数值的巨大，展示出微观与宏观的巨大差别。 活动四：典例精讲 【典例1】1molH2O含有多少（1）H原子（2）O原子（3）H2O分子？ 【学生回答】（1）2molH原子（1.204×1024个））（2）1molO原子（6.02×1023个） （3）6.02×1023个H2O分子 【讲解】同学们回答的很对，以AmBn化合物为例，a mol AmBn 中n(A)=amol×m， n(B)=amol×n 【典例2】完成下表   质子数 电子数 中子数 H2O       D2O NH3       Na+       NH4+       F-       OH-       CO32-       【学生回答】   质子数 电子数 中子数 H2O 10 10 8 D2O 10 10 10 NH3 10 10 7 Na+ 11 10 12 NH4+ 11 10 7 F- 9 10 10 OH- 9 10 8 CO32- 30 32 30 【典例3】 1.0.5mol O2中的氧气分子数目是___________。 2.1mol NH3中的氢原子数目是___________。 3.1.5mol Na2CO3中Na+的数目是___________。 4.1.204×1023个CH4分子的物质的量___________。 5.6.02×1023个氧原子中所含的质子数目是___________。 【学生回答】1.3.01×1023 2.1.806×1024 3.1.806×1024 4.0.2mol 5.4.816×1024 设计意图 通过实际计算练习，让学生熟练掌握、、之间的关系，提高学生的计算能力和运用知识解决问题的能力。 教学环节四 摩尔质量 活动一：摩尔质量的概念 【提问】仔细观察一下表格，你有什么发现？ 粒子符号 相对原子质量或相对分子质量 每个粒子的质量（g/个） 1摩物质含有的粒子（个） 1摩物质质量（g） C 12 1.993×10-23      NA 12 Fe 56 9.302×10-23 56 H2SO4 98 1.628×10-22 98 H2O 18 2.990×10-23 18 Na+ 23 3.821×10-23 23 OH- 17 2.824×10-23 17 【学生回答】1mol物质的质量与其的相对原子质量或相对分子质量在数值上相等。 【总结】同学们总结的非常好。单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。即1mol任何物质所具有的质量，它的符号为M单位为：g·mol-1或 kg·mol-1，在数值上等于其相对原子质量或相对分子质量，计算公式为：。 设计意图 通过引导学生自主观察和思考，培养学生的分析归纳能力，让学生在理解的基础上掌握摩尔质量的概念。 活动二：典例精讲 【典例1】 1.“摩尔质量”即为物质的质量（ ） 2. 摩尔质量与相对分子质量或者相对原子质量具有相同的含义（ ） 3. CO32-的摩尔质量为60（ ） 4. 水的摩尔质量为18 g·mol-1（ ） 【学生回答】（1）×（2）×（3）× (4)√ 【典例2】 1.2mol Na的质量为 g； 2.49g H2SO4的物质的量为 mol。 【学生回答】1.46 2.0.5 【讲解】物质的量(n)、物质的质量(m)和摩尔质量(M)之间的关系：、m=n×M、M=m/n 【典例3】 1、36 g H2O含有_____mol 水分子。 2、 1 mol H2SO4中含_____mol O 。 3、 4 mol NH4NO3与______ mol H2SO4所含氧原子数相同。 4、1.204×1024个Mg变成Mg2+失去____ mol eˉ。 5、 4.5 g水与___________ g硫酸所含的分子数相等。 【学生回答】 1.2 2.4 3.3 4.4 5.24.5 第三节 化学中常用的物理量---物质的量 第1课时 物质的量、摩尔质量 一、物质的量 1.概念：表示含有一定数目粒子的集合体的物理量 2.符号：n 3.单位：摩尔（mol） 4.规范使用 o“物质的量”是整体 o描述微观粒子 o注明微粒名称 o数字+mol+化学符号 2、 阿伏伽德罗常数 1. 概念：1mol物质中包含的基本单元数 2.精确值：0.012kg¹²C中所含原子数目 3.近似值：6.02×10²³mol⁻¹ 4.符号：Nₐ 5.单位：mol⁻¹ 6.关系：n = N / Nₐ 3、 摩尔质量 1.定义：单位物质的量的物质所具有的质量 2.符号：M 3.单位：g·mol⁻¹或kg·mol⁻¹ 4.数值：等于相对原子或分子质量 5.公式：n = m / M 6.变式：m = n·M；M = m / n 1.下列说法中正确的是（C） A. 物质的量可理解为物质的质量 B. 物质的量就是物质的粒子数目 C. 物质的量是衡量物质所含微粒多少的物理量 D. 物质的量单位是摩尔，它只适用于分子、原子和离子 2.下列说法中，正确的是（D） A. 1mol H₂ 约含有 6.02×10²³ 个微粒 B. Nₐ 个氧原子和 Nₐ 个氢分子的质量比为 16﹕1 C. 氯化氢的摩尔质量就是它的相对分子质量 D. 1 mol H₂O 中含有 2 mol 氢原子和1 mol 氧原子 3.判断下列说法是否正确 ① O₂ 的摩尔质量为 32 g （ ） ② 1 mol H₂O 的质量为18 g · mol⁻¹ （ ） ③ H₂SO₄ 的摩尔质量(g · mol⁻¹)与 Nₐ 个 H₂SO₄ 的质量(g)在数值上相等 （ ） ④ 44 g CO₂ 中含有 6.02×10²³ 个 O₂ （ ） ⑤ 1 mol 氢中含有 Nₐ 个氢原子 （ ） ⑥ 1 mol CO₂ 含有 Nₐ 个氧原子 （ ） 【答案】①×；②×；③√；④×；⑤×；⑥× 在本次教学中，“物质的量”这一概念抽象难懂，学生理解起来存在一定困难。通过生活实例引入，如将袜子、粉笔以集合体统计数量，能帮助学生初步建立“集合体”的概念，但在后续微观粒子的理解上仍有障碍。阿伏加德罗常数和摩尔质量部分，通过计算和实例分析，学生能掌握基本公式的运用，但在综合计算中容易混淆概念。在今后教学中，应加强概念的对比和辨析，多进行针对性练习，同时借助多媒体等手段，将微观粒子形象化，以降低学生的理解难度，提高教学效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$