物质的量教学设计
【教学目标】
知识与技能:
1.认识物质的量及其单位——摩尔
2.认识阿伏伽德罗常数并且了解物质的量与微观粒子数的关系
过程与方法:初步了解将微观粒子与可称量物质联系的方法。
情感态度与价值观:养成严谨认真的学习态度
【教学重点】物质的量及其单位的涵义
【教学难点】物质的量的涵义
【教学方法】有意义接受学习的方法
【学生情况分析】中学生进入高中阶段,其抽象逻辑思维从“经验型”向“理论型”转变。他们思维的广阔性、深刻性、逻辑性、批判性和创造性明显增加,学习动机比较稳定。他们在初中学习了原子、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。
【教学内容分析】物质的量是国际单位制中7个基本物理量之一,是化学中的一个很重要的基本概念。根据物质的量概念,可以导出摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等许多在化学中有重要应用的基本概念。有关物质的量的计算,不仅在中学化学计算中处于重要的地位,而且,也广泛地应用于科学研究、工农业生产等方面。
【教学媒体】黑板
【教学过程】
教学环节教师活动学生活动设计意图
【板块1】
物质的量名词的提出【提出问题】氢气和氧气反应生成水
问题1:氢气和氧气反应生成水时,3种分子的个数比是多少?质量比是多少?
问题2:若4g氢气与氧气反应,应消耗多少克氧气?可生成多少克水?
问题3:4g氢气含有多少个氢分子?32g氧气含有多少个氧分子?36g水又含有多少个水分子?
物质之间反应实质是粒子间按照一定的个数比进行的,例如,2个氢分子和1个氧分子反应生成2个水分子。但是在实验室和化工生产中,我们不能数出几个粒子进行反应,而是称取一定质量的物质进行反应。那么,称取出的一定质量的物质含有多少个粒子呢?
为了解决类似的问题,科学上建立了一个“物理量”,叫做“物质的量”
【板书】物质的量
“物理量”是用于描述物质的某种属性的,如“质量”这个物理量,用于衡量物体的惯性大小;“长度”这个物理量,用于衡量两点间的距离;“温度”这个物理量,用于衡量物质的冷热程度。思考,回忆,回答问题
产生疑问,思考
倾听使学生头脑中首先有一个“物质的量”是一种“物理量”的粗略印象。
【板块2】
物质的量概念的解释
物质的量的单位“摩尔”的提出【过渡】
【提出问题】那么,“物质的量”这个物理量,用于衡量什么呢?
【提出问题】有100Kg大米,让你数出这100Kg大米大约有几粒?你将用怎样的方法来较快地完成此任务?工具只有天平,再加上你的手和大脑。
这“100粒”是一种“颗粒集体”。我们今天要学习的“物质的量”,就是科学上建立起来的一种“粒子集体”,只不过名称叫“物质的量”而已。
【板书】一、物质的量
1涵义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集体
2符号:n。
【强调】1、“粒子”在这里是指原子、离子、质子、电子、分子等微观粒子。
2、“物质的量”是一个基本物理量,四个字是一个整体,不能拆开理解,不能写成或说成“物理量”或“物质的质量”,否则就改变了原有的意义。
任何物理量都有单位,如“质量”这个物理量的基本单位是“千克”,符号为“Kg”。同理,科学上也给“物质的量”这个物理量规定了一个基本单位,名称为“摩尔”,符号为“mol”。
【板书】3单位:摩尔 mol
【强调】使用“摩尔”作单位时,所指粒子必须十分明确,而且粒子种类要用化学式表示。例如,2molH,1molH2,1.5molNaOH,3molOH-
积极讨论,思考方案
学生方案:
方法1:数出100粒,称量出这100粒的质量,再计算出总粒数。
方法2:称出1g,数出这1g的粒数,再计算出总粒数。
引发学生思考“物质的量”概念的内涵
组织和利用学生头脑中原有的有关知识结构和观念
【板块3】
阿伏伽德罗常数、n=N/NA 的提出【过渡】
那么,科学上如何规定“1mol粒子”中含有多少个粒子?就如同我们数大米时,需要决定是以“100粒”还是以“1000粒”作为“一个颗粒集体”一样。
例如,“1Kg”的标准是“国际千克元器”,
“国际千克元器”是用铂铱合金制成的一个高度和直径都是39毫米的圆柱体。
同理,科学上也给“摩尔”这个基本单位选定了一个标准:规定1mol粒子所含有的该粒子的粒子数为12g 12C所含有的碳原子数,称为“阿伏伽德罗常数”,表示为 NA ,近似值为6.02×1023mol-1。
【板书】二、阿伏伽德罗常数:
1 定义:0.012Kg C-12中所含的原子数
2 符号:NA
3 近似值:6.02×1023mol-1
【强调】二者的关系犹如数学中的圆周率∏与3.14的关系,即精确值与近似值的关系。
【提出问题】一箱啤酒24瓶,48瓶啤酒是几箱?
【提出问题】现有约6.02×1023mol个氧原子,那么氧原子的物质的量是多少?现有约3.01×1023mol个氧分子,那么氧分子的物质的量是多少?
【提出问题】如果我们用符号N表示微粒数,请找出物质的量、阿伏伽德罗常数和微粒数三者之间的关系。
【板书】4 与物质的量n和微粒数N的关系式:n=N/NA倾听,思考,记忆
倾听,类比理解,记忆
思考,回答问题,进行类比,试图找出物质的量、阿伏伽德罗常数和微粒数之间的关系
利用原有知识为学生搭建理解“摩尔”和“阿伏伽德罗常数”的阶梯
举宏观例子学生可以通过迁移的规律找出物质的量、阿伏伽德罗常数和微粒数之间的关系
【板书】 物质的量
一、物质的量
1涵义:物质的量是一个物理量,表示含有一定数目粒子的集体。
2符号:n
3单位:摩尔 mol
二、阿伏伽德罗常数:
1 定义:0.012Kg C-12中所含的原子数。
2 符号:NA
3 近似值:6.02×1023mol-1
4 与物质的量n和微粒数N的关系式:n=N/NA
教学过程设计
1、 创设情境,提出问题。从日常生活的常见问题入手,如如何用一把普通的尺子测量教科
书中一张纸的厚度?通过这个问题说明微小量累积到一定程度就变得可观察可测量了。类比于化学反应也是如此。以学生比较熟悉的“碳在氧气中燃烧”的反应为知识基础,说明化学反应在微观上按一定的数量比反应,在宏观上又按一定的质量比反应,说明微观的粒子数目和宏观的质量之间存在一定的联系。这需要一个物理量使他们建立联系,这就引出了物质的量。
2、 类比启发,明确物质的量涵义。教师作简要讲解:“物理量”是用于描述物质的某种属
性的,如“质量”这个物理量,用于衡量物体的惯性大小;“长度”这个物理量,用于衡量两点间的距离;“温度”这个物理量,用于衡量物质的冷热程度。此时提出问题:那么,“物质的量”这个物理量用于衡量什么呢?至此,问题进入了关键。为了顺利解决问题,此时,非常有必要组织、利用学生头脑中原有的有关知识结构和观念,为此,提出如下问题:“有100kg大米,让你数出这100kg大米大约有几粒?你将用怎样的方法较快地完成此任务?工具只有托盘天平。”学生积极思考,大致给出两种方案:方案一:数出100粒,称量这100粒的质量,再计算出总粒数。方案二:称出1g,数出这1g的粒数,再计算出总粒数。教师随即指出,这100粒是一个粒子集体。我们今天要学习的物质的量,就是科学上建立起来的一种粒子集体。强调,物质的量是用于衡量物质中含有多少个粒子集体的物理量,摩尔则是物质的量的基本单位。
接下来,很自然地,教学进入了如下问题的讨论:“科学上如何规定1mol粒子中含有多少个粒子?为理解“摩尔是物质的量这个物理量的单位”有必要通过直观、类比的教学方法:就如同我们数大米时,需要决定是以100粒还是以1000粒作为一个颗粒集体一样。任何物理量都有单位,如质量这个物理量的基本单位是千克,符合为kg。同理,科学上也给物质的量这个物理量规定了一个基本单位,名称为摩尔,符合为mol。为理解1mol的标准是阿伏伽德罗常数,通过类比,任何物理量的基本单位都有一个标准,如1kg的标准是国家千克原器。同理,科学上也给摩尔这个基本单位选定了一个标准,规定1mol粒子所含有的该粒子的粒子数为12g 12C 所含有的碳原子数,称为“阿伏伽德罗常数”,表示为NA mol-1,近似值为6.02×1023 mol-1。说明阿伏伽德罗常数是一个精确值,6.02×1023是阿伏伽德罗常数的近似值,它们的关系类似于圆周率和3.14
3、可以举宏观例子,如一箱啤酒24瓶,48瓶啤酒是几箱?显然学生通过迁移规律,就能找出物质的量、阿伏伽德罗常数和粒子数三者之间的关系。通过练习巩固强化。
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