物质的量[第一课时]

教学目标

知识目标
1．使学生了解物质的量及其单位，了解物质的量与微观粒子数之间的关系。
2．使学生了解学习物质的量这一物理量的重要性和必要性。
3．使学生了解阿伏加德罗常数的涵义。
4．使学生了解摩尔质量的概念。了解摩尔质量与相对原子质量、相对分子质量之间的关系。
5．使学生了解物质的量、摩尔质量、物质的质量之间的关系。掌握有关概念的计算。

能力目标
培养学生的逻辑推理、抽象概括的能力。
培养学生的计算能力，并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、巩固概念。

情感目标
使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究化学的科学方法之一。培养学生尊重科学的思想。
强调解题规范化，单位使用准确，养成良好的学习习惯。

教学建议

教材分析
本节内容主要介绍物质的量及其单位和摩尔质量。这是本节的重点和难点。特别是物质的量这个词对于学生来说比较陌生、难以理解。容易和物质的质量混淆起来。因此教材首先从为什么学习这个物理量入手，指出它是联系微观粒子和宏观物质的纽带，在实际应用中有重要的意义，即引入这一物理量的重要性和必要性。然后介绍物质的量及其单位，物质的量与物质的微粒数之间的关系。教师应注意不要随意拓宽和加深有关内容，加大学生学习的困难。
关于摩尔质量，教材是从一些数据的分析，总结出摩尔质量和粒子的相对原子质量或相对分子质量的区别和联系，自然引出摩尔质量的定义。有利于学生的理解。
本节还涉及了相关的计算内容。主要包括：物质的量、摩尔质量、微粒个数、物质的质量之间的计算。这类计算不仅可以培养学生的有关化学计算的能力，还可以通过计算进一步强化、巩固概念。
本节重点：物质的量及其单位
本节难点：物质的量的概念的引入、形成。

教法建议
1.在引入物质的量这一物理量时，可以从学生学习它的重要性和必要性入手，增强学习的积极性和主动性。理解物质的量是联系微观粒子和宏观物质的桥梁，可以适当举例说明。
2.物质的量是一个物理量的名称。不能拆分。它和物质的质量虽一字之差，但截然不同。教学中应该注意对比，加以区别。
3.摩尔是物质的量的单位，但是这一概念对于学生来讲很陌生也很抽象。再加上对高中化学的畏惧，无形中增加了学习的难点。因此教师应注意分散难点，多引入生活中常见的例子，引发学习兴趣。
4.应让学生准确把握物质的量、摩尔的定义，深入理解概念的内涵和外延。
（1）明确物质的量及其单位摩尔是以微观粒子为计量对象的。
（2）明确粒子的含义。它可以是分子、原子、粒子、质子、中子、电子等单一粒子，也可以是这些粒子的特定组合。
（3）每一个物理量都有它的标准。科学上把0.012kg 12C所含的原子数定为1mol作为物质的量的基准。1mol的任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。因此阿伏加德罗常数的近似值为6.02×1023mol-1,在叙述和定义时要用“阿伏加德罗常数”，在计算时取数值“6.02×1023mol-1”。
5. 关于摩尔质量。由于相对原子质量是以 ¹² C 原子质量的 作为标准，把 0.012kg ¹² C 所含的碳原子数即阿伏加德罗常数作为物质的量的基准，就能够把摩尔质量与元素的相对原子质量联系起来。如一个氧原子质量是一个碳原子质量的 倍，又 1mol 任何原子具有相同的原子数，所以 1mol 氧原子质量是 1mol 碳原子质量的 倍，即 。在数值上恰好等于氧元素的相对原子质量，给物质的量的计算带来方便。
6. 有关物质的量的计算是本节的另一个重点。需要通过一定量的练习使学生加深、巩固对概念的理解。理清物质的量与微粒个数、物质的质量之间的关系。

教学设计方案一

课题：第一节 物质的量

第一课时

知识目标：
1 ．使学生了解物质的量及其单位，了解物质的量与微观粒子数之间的关系。
2 ．使学生了解学习物质的量这一物理量的重要性和必要性。
3 ．使学生了解阿伏加德罗常数的涵义。
能力目标：
培养学生的逻辑推理、抽象概括的能力。
培养学生的计算能力，并通过计算帮助学生更好地理解概念和运用、巩固概念。
情感目标：
使学生认识到微观和宏观的相互转化是研究化学的科学方法之一。培养学生尊重科学的思想。
调动学生参与概念的形成过程，积极主动学习。
强调解题规范化，单位使用准确，养成良好的学习习惯。
教学重点：物质的量及其单位摩尔
教学难点：物质的量及其单位摩尔
教学方法：设疑－探究－得出结论
教学过程：
复习提问 ：“ ”方程式的含义是什么？

学生思考： 方程式的含义有：宏观上表示 56 份质量的铁和 32 份质量的硫在加热的条件下反应生成 88 份质量的硫化亚铁。微观上表示每一个铁原子与一个硫原子反应生成一个硫化亚铁分子。
导入 ： 56g 铁含有多少铁原子？ 20 个铁原子质量是多少克？
讲述 ：看来需要引入一个新的物理量把宏观可称量的物质和微观粒子联系起来。提到物理量同学们不会感到陌生。你们学习过的物理量有哪些呢？
回答 ：质量、长度、温度、电流等，它们的单位分别是千克、米、开、安（培）
投影 ：国际单位制的 7 个基本单位

物理量	单位名称
长度	米
质量	千克
时间	秒
电流	安 [ 培 ]
热力学温度	开 [ 尔文 ]
发光强度	坎 [ 德拉 ]
物质的量	摩尔

讲述 ：在定量地研究物质及其变化时，很需要把微粒（微观）跟可称量的物质（宏观）联系起来。怎样建立这个联系呢？科学上用“物质的量”这个物理量来描述。物质的量广泛应用于科学研究、工农业生产等方面，特别是在中学化学里，有关物质的量的计算是化学计算的核心和基础。这同初中化学计算以质量为基础不同，是认知水平提高的表现。在今后的学习中，同学们应注意这一变化。
板书 ：第一节 物质的量
提问 ：通过观察和分析表格，你对物质的量的初步认识是什么？
回答 ：物质的量是一个物理量的名称，摩尔是它的单位。
讲述 ：“物质的量”是不可拆分的，也不能增减字。初次接触说起来不顺口，通过多次练习就行了。

板书：一、物质的量

1. 意义：表示构成物质的微观粒子多少的物理量。它表示一定数目粒子的集合体。
2. 符号： n
引入 ：日常生活中用打表示 12 个。“打”就是一定数目的物品的集合体。宏观是这样，微观也是这样，用固定数目的集合体作为计量单位。科学上，物质的量用 12g ¹² C 所含的碳原子这个粒子的集合体作为计量单位，它就是“摩尔”
阅读 ：教材 45 页
讲述 ： 1mol 任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。是为了纪念伟大的科学家阿伏加德罗。这个常数的符号是 N _A ，通常用它的近似值 6.02 × 10 ²³ mol ^{－ 1} 。

板书：二、单位――摩尔

1. 摩尔：物质的量的单位。符号： mol

2. 阿伏加德罗常数： 0.012kg ¹² C 所含的碳原子数，符号： N _A ，近似值 6.02 × 10 ²³ mol ^{－ 1} 。

1mol 任何粒子含有阿伏加德罗常数个微粒。

讲解 ：阿伏加德罗常数和 6.02 × 10 ²³ 是否可以划等号呢？

不能。已知一个碳原子的质量是 1.933 × 10 ^{－ 23} g ，可以求算出阿伏加德罗常数。

。因此注意近似值是 6.02 × 10 ²³ mol ^{－ 1} 。

提问 ： 1mol 小麦约含有 6.02 × 10 ²³ 个麦粒。这句话是否正确，为什么？

学生思考：各执己见。

结论 ：不正确。因为物质的量及其单位摩尔的使用范围是微观粒子。因此在使用中应指明粒子的名称。 6.02×10 ²³ 是非常巨大的一个数值，所以宏观物体不便用物质的量和摩尔。例如，地球上的人口总和是 10 ⁹ 数量级，如果要用物质的量来描述，将是 10 ^-14 数量级那样多摩尔，使用起来反而不方便。

板书 ： 3. 使用范围：微观粒子

投影 ：课堂练习

1. 判断下列说法是否正确，并说明理由。

（ 1 ） 1mol 氧
（ 2 ） 0.25molCO ₂ 。
（ 3 ）摩尔是 7 个基本物理量之一。
（ 4 ） 1mol 是 6.02 × 10 ²³ 个微粒的粒子集合体。
（ 5 ） 0.5molH ₂ 含有 3.01 × 10 ²³ 个氢原子。
（ 6 ） 3molNH ₃ 中含有 3molN 原子， 9molH 原子。

答案 ：
（ 1 ）错误。没有指明微粒的种类。改成 1molO ， 1molO ₂ ，都是正确的。因此使用摩尔作单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类用化学式表示。
（ 2 ）正确。
（ 3 ）错误。物质的量是基本物理量之一。摩尔只是它的单位，不能把二者混为一谈。
（ 4 ）错误。 6.02 × 10 ²³ 是阿伏加德罗常数的近似值。二者不能简单等同。
（ 5 ）错误。 0.5molH ₂ 含有 0.5 × 2 ＝ 1molH 原子， 6.02 × 10 ²³ × 1 ＝ 6.02 × 10 ²³ 个。
（ 6 ）正确。 3molNH ₃ 中含有 3 × 1 ＝ 3 mol N 原子， 3 × 3 ＝ 9molH 原子。

投影 ：课堂练习

2. 填空

（ 1 ） 1molO 中约含有 ___________ 个 O ；

（ 2 ） 3molH ₂ SO ₄ 中约含有 __________ 个 H ₂ SO ₄ ，可电离出 _________molH ^＋

（ 3 ） 4molO ₂ 含有 ____________molO 原子， ___________mol 质子

（ 4 ） 10molNa ⁺ 中约含有 ___________ 个 Na ^＋

答案 ：（ 1 ） 6.02 × 10 ²³ （ 2 ） 3 × 6.02 × 10 ²³ ， 6mol （ 3 ） 8mol ， 8 × 8 ＝ 64mol （因为 1molO 原子中含有 8mol 质子） （ 4 ） 10 × 6.02 × 10 ²³ （ 5 ） 2mol

讨论 ：通过上述练习同学们可以自己总结出物质的量、微粒个数和阿伏加德罗常数三者之间的关系。

板书 ： 4. 物质的量（ n ）微粒个数（ N ）和阿伏加德罗常数（ N _A ）三者之间的关系。

小结 ：摩尔是物质的量的单位， 1mol 任何粒子的粒子数是阿伏加德罗常数，约为 6.02 × 10 ²³ 。物质的量与粒子个数之间的关系：

作业 ：教材 P ₄₈ 一、二

板书设计

第三章 物质的量

第一节 物质的量

一、物质的量

1. 意义：表示构成物质的微观粒子多少的物理量。它表示一定数目粒子的集合体。

2. 符号： n

二、单位――摩尔

1. 摩尔：物质的量的单位。符号： mol

2. 阿伏加德罗常数： 0.012kg ¹² C 所含的碳原子数，符号： N _A ，近似值 6.02 × 10 ²³ mol ^{－ 1} 。

1mol 任何粒子含有阿伏加德罗常数个微粒。

3. 使用范围：微观粒子

4. 物质的量（ n ）微粒个数（ N ）和阿伏加德罗常数（ N _A ）三者之间的关系。

探究活动

_{阿伏加德罗常数的测定与原理}

_{阿伏加德罗常数的符号是 NA, 单位是每摩（ mol ^-1 ），数值是}

_{NA = (6.0221376 ± 0.0000036) × 10 ²³ /mol}

_{阿伏加德罗常数由实验测定。它的测定精确度随着实验技术的发展而不断提高。测定方法有电化学当量法、布朗运动法、油滴法、 X 射线衍射法、黑体辐射法、光散射法等。这些方法的理论依据不同，但测定结果几乎一样，可见阿伏加德罗常数是客观存在的重要常数。例如：用含 Ag ⁺ 的溶液电解析出 1mol 的银，需要通过 96485.3C （库仑）的电量。已知每个电子的电荷是 1.60217733×10 ^-19 C, 则}

_{NA =}

_{下面着重介绍单分子膜法测定常数的操作方法。}

_实验目的

_{1 ．进一步了解阿伏加德罗常数的意义。}

_{2 ．学习用单分子膜法测定阿伏加德罗常数的原理和操作方法。}

_实验用品

_{胶头滴管、量筒（ 10 mL ）、圆形水槽（直径 30 cm ）、直尺。}

_{硬脂酸的苯溶液。}

_实验原理

_{硬脂酸能在水面上扩散而形成单分子层，由滴入硬脂酸刚好形成单分子膜的质量 m及单分子膜面积s，每个硬脂酸的截面积A，求出每个硬脂酸分子质量m分子，再由硬脂酸分子的摩尔质量M，即可求得阿伏加德罗常数N。}

_实验步骤

_{1 ．测定从胶头滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液的体积}

_{取一尖嘴拉得较细的胶头滴管，吸入硬脂酸的苯溶液，往小量筒中滴入 1mL ，然后记下它的滴数，并计算出 1 滴硬脂酸苯溶液的体积 V1 。}

_{2 ．测定水槽中水的表面积}

_{用直尺从三个不同方位准确量出水槽的内径，取其平均值。}

_{3 ．硬脂酸单分子膜的形成}

_{用胶头滴管（如滴管外有溶液，用滤纸擦去）吸取硬脂酸的苯溶液在距水面约 5 cm 处，垂直往水面上滴一滴，待苯全部挥发，硬脂酸全部扩散至看不到油珠时，再滴第二滴。如此逐滴滴下，直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再扩散，而呈透镜状时为止。记下所滴硬脂酸溶液的滴数 d 。}

_{4 ．把水槽中水倒掉，用清水将水槽洗刷干净后，注入半槽水，重复以上操作二次。重复操作时，先将滴管内剩余的溶液挤净，吸取新鲜溶液，以免由于滴管口的苯挥发引起溶液浓度的变化。取三次结果的平均值。}

_{5 ．计算}

_{（ 1 ）如称取硬脂酸的质量为 m ，配成硬脂酸的苯溶液的体积为 V ，那么每毫升硬脂酸的苯溶液中含硬脂酸的质量为 m ／ V 。}

_{（ 2 ）测得每滴硬脂酸的苯溶液的体积为 V1 ，形成单分子膜滴入硬脂酸溶液的滴数为 （ d — 1 ）（详见注释），那么形成单分子膜需用硬脂酸的质量为：}

_{（ 3 ）根据水槽直径，计算出水槽中水的表面积 S 。已知每个硬脂酸分子的截面积 A=2 . 2 × 10 ^{－ 15} cm ² ，在水面形成的硬脂酸的分子个数为： S ／ A 。}

_{（ 4 ）根据（ 2 ）和（ 3 ）的结果，可计算出每个硬脂酸分子的质量为：}

_{（ 5 ） 1mol 硬脂酸的质量等于 284g （即 M=284g ／ mol ），所以 1mol 硬脂酸中含有硬脂酸的分子个数，即阿伏加德罗常数 N 为：}

_{注释： 当最后一滴硬脂酸溶液滴下后，这滴溶液在水面呈透镜状，说这滴溶液没有扩散，即没有参与单分子膜的形成。这时单分子膜已经形成完毕，应停止滴入溶液，所以，在计算形成单分子膜所需硬脂酸溶液的滴数时，应将最后一滴减掉，即滴数计为 d—1。}

_{说明 ：}

_{一、实验成功标志}

_{根据实验数据计算的阿伏加德罗常数 NA 在（ 5-7 ） ×10 ²³ 范围内为成功。}

_{二、失败征象}

_{实验测定的阿伏加德罗常数数量级不等于 1×10 ²³ 。}

_{三、原因分析}

_{1 ．因为苯是易挥发的溶剂，故在配制、使用硬脂酸苯溶液的过程中因为苯的挥发，造成浓度的变化。}

_{2 ．在测量每滴硬脂酸苯溶液体积时是连续滴液的，在形成单分子膜时的滴液是间歇的，同时，滴管内液体多少不同，手捏胶头的力不同这些因素，均可导致液滴的大小不均匀。}

_{3 ．水槽洗涤不干净，将会造成很大的误差。}

_{4 ．水槽水面直径测量不准确也会造成误差。}

_{四、注意问题}

_{1 ．苯中有少量的水，可用无水氯化钙或氧化钙除去。}

_{2 ．配好待用的硬脂酸苯溶液一定要严加密封，防止苯的挥发。在使用过程中要随时加塞塞住。}

_{3 ．在使用胶头滴管滴液时，均要采取垂直滴入法，以保持液滴大小均匀。}

_{4 ．在形成单分子膜的过程中，应保持水面平静，防止单分子膜重叠。}

_{5 ．水槽的洗涤：每做完一次实验，一定要把水槽洗涤干净。否则，第二次实验所需硬脂酸苯溶液的滴数将明显减少，因为残留在水槽内的硬脂酸分子会占据部分水面。洗涤方法：用自来水充满水槽，让水从水槽边溢出，反复 2-3 次即可。}