2019-2020年高中化學必修一第

1章第2節(jié)《化學計量在實驗中

的應用》（第1課時）教案

2021-2021年高中化學必修一第1章第2節(jié)?化學

計量在實驗中的應用？（第1課時）教案

沉著說課

本節(jié)內(nèi)容物質(zhì)的量、氣體摩爾體積和物質(zhì)的

量濃度是中學化學三個重要的物理量。物質(zhì)的量

是國際單位制中7個根本物理量之一，單位是摩

爾，簡稱摩，符號是mol。

物質(zhì)的量這個詞學生初次接受，難以理解，

為了加強學生的直觀感覺，可結合實際導入對不

同的物質(zhì)量度單位不同進行比較說明。小米只能

按斤，不能按粒；鉆石的單位是“克拉”等。化

學是研究物質(zhì)變化的，物質(zhì)發(fā)生化學變化的實質(zhì)

是分子、原子之間的反響，能否找一個物理量，

把宏觀質(zhì)量與微觀微粒數(shù)聯(lián)系起來——這就是

物質(zhì)的量的意義。物質(zhì)的量既不能理解為質(zhì)量，

也不能理解為數(shù)量，它是衡理物質(zhì)微粒數(shù)多少的

物理量。

本節(jié)內(nèi)容分為三局部。第一局部著重介紹物

質(zhì)的量、物質(zhì)的量的單位及摩爾質(zhì)量，后兩局部

介紹氣體摩爾體積和物質(zhì)的量濃度，并分別介紹

有關概念的簡單計算。物質(zhì)的量在化學方程式計

算中的應用不要在本節(jié)內(nèi)容中出現(xiàn)，目的是減輕

學生學習本節(jié)內(nèi)容的負擔，又有利于學生理解、

穩(wěn)固和運用有關概念。

本節(jié)概念較多，理論性較強,而且都很抽象。

限于學生接受能力，不能要求學生在本節(jié)中對這

局部內(nèi)容理解得很透，只能要求學生在學習本節(jié)

知識時，對所學知識根本理解。在講述難度比較

大的一些概念時，如物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、

氣體摩爾體積等，盡量用簡潔的語言介紹概念,

盡可能多地利用比喻性描述和直觀教具，以幫助

學生理解和記憶。

教學重點

1.物質(zhì)的量及其單位摩爾

2.氣體摩爾體積

3.物質(zhì)的量濃度的定義及配制一定物質(zhì)的量濃

度的溶液

教學難點

物質(zhì)的量及其單位摩爾

課時安排

4課時

第1課時

教學設計

三維目標

知識與技能

1.使學生了解物質(zhì)的量及其單位，了解物質(zhì)的量

與微觀粒子數(shù)之間的關系。

2.使學生了解學習物質(zhì)的量這一物理量的重要

性和必要性。

3.使學生了解阿伏加德羅常數(shù)的含義。

過程與方法

1.培養(yǎng)學生的邏輯推理、抽象概括的能力。

2.培養(yǎng)學生的計算能力，并通過計算幫助學生更

好地理解概念和運用、穩(wěn)固概念。

情感、態(tài)度與價值觀

1.使學生認識到微觀和宏觀的相互轉化是研究

化學的科學方法之一。培養(yǎng)學生尊重科學的思

想。

2.調(diào)動學生參與概念的形成過程，積極主動學

習。

3.強調(diào)解題標準化，單位使用準確，養(yǎng)成良好的

學習習慣。

教學重點

物質(zhì)的量及其單位摩爾

教學難點

物質(zhì)的量概念及其理解

教具準備

多媒體課件、投影儀、燒杯、鋁片、硫磺、

鎂、銅

教學過程

導入新課

師：鉆石早在4000多年前就被人類發(fā)現(xiàn),

事實上它已在地表蘊藏億萬年。由于它所散發(fā)出

來的光澤永恒燦爛，在遠古法老時代，鉆石是貴

族獨有的珍寶，漸漸地，鉆石被用來象征愛情的

堅貞不渝。關于它的傳說也美麗得令人心動，希

臘人說鉆石是星星墜落地面的碎片，也傳說它是

天神的眼淚。不管是怎樣的傳說，現(xiàn)在鉆石對于

我們來說都是一種美麗的代表。你知道鉆石的重

量單位是什么嗎?

生：是克拉。

師：你知道克拉是怎么來的嗎?

［多媒體展示］

克拉的由來

珠寶精巧、貴重，用普通的方式計量很不準

確，所以，人們一直想方法去尋找最準確的計量

單位，最方便適用的祛碼。

拿什么來衡量寶石的重量呢？許多民族的

祖先不謀而合，都想到用當?shù)爻Ｒ姷闹参锓N子。

當然，這樣的種子不能太大也不能太小，重要的

是必須顆粒均勻，根本一致。

歐洲許多國家最初是用它們盛產(chǎn)的大麥來

作祛碼。但是各地區(qū)出產(chǎn)的大麥大小不同，重量

差異大，用它稱寶石，常常發(fā)生爭端。后來，考

慮到大多數(shù)寶石來自東方，干脆找一種東方的種

子來作統(tǒng)一標準,可以免去許多口舌。挑來挑去,

挑中了在地中海地區(qū)遍地生長的金合歡樹的種

子。因為希臘人叫這種種子為“克拉〃，就把它

作為寶石的重量單位。

克拉是寶石的重量單位，1克拉等于0.2g。

當然，這種標準并不是一下子就為各國接受，盡

管歐洲各國早就同意用合歡種子即“克拉”作為

稱量寶石的祛碼，但是，各地合歡樹上結的克拉

重量不同，就是同一株樹上的也會有差異。因此,

在相當長的一個歷史時期，各國所用的“克拉〃

表示的重量略有不同。例如：巴黎一0.205g,倫

敦一0.20530g,佛羅倫薩一0.19720g,馬德里

—0.20539g,柏林一0.20544g,阿姆斯特丹

—0.20570g,里斯本一0.20539g,法蘭克福

—0.20577g,維也納一0.20613g,威尼斯

—0.20770g,印度一0.20735g。

這種各行其是的混亂局面極不利于寶石的

國際貿(mào)易，故而,制定統(tǒng)一的計量標準勢在必行。

直到1907年，在巴黎召開的國際計量委員會第

四次大會上，正式通過將標準克拉定為0.200g。

其精確度定到小數(shù)點以后兩位，自第三位起忽略

不計。

師：通過閱讀我們知道一粒合歡樹的種子的

質(zhì)量是0.2g,那么一千粒、一萬粒、一億粒這

種樹種的質(zhì)量我們馬上就能求出來。反過來，假

設我們稱量出一定量樹種的質(zhì)量，我們也會很快

就能求出樹種的數(shù)目。在化學實驗室做實驗時,

取用的藥品無論是單質(zhì)還是化合物，都是可以用

器具稱量的。而物質(zhì)間發(fā)生的化學反響是原子、

離子或分子間按一定的數(shù)目關系進行的，對此，

不僅人們的肉眼看不到，也難以稱量。那么，可

稱量物質(zhì)與原子、離子或分子之間有什么聯(lián)系

呢？能否用一定數(shù)目的粒子集體為單位來計量

它們之間的關系呢？這一節(jié)課我們就來學習第

二節(jié)——化學計量在實驗中的應用。

［板書］第二節(jié)化學計量在實驗中的應用

推進新課

師：取一杯水，對同學說：“老師這兒有一

杯水，老師想知道這杯水里有多少個水分子，現(xiàn)

在讓你們來數(shù)，能數(shù)得清嗎?〃

生：數(shù)不清，10億人數(shù)一滴水里的水分子,

每人每分鐘數(shù)100個，日夜不停，需要3萬多年

才能數(shù)清?，F(xiàn)在有一杯水，不知有多少滴，所以

更是數(shù)不清了。

師：是啊，要是一個個地去數(shù)一杯水中分子

的數(shù)目，全世界的人都來數(shù)，幾輩子也數(shù)不完。

但如果老師告訴你18g水里含有6.02x1023個水

分子，你能求出一杯水中分子的數(shù)目嗎？

生：先稱量燒杯中水的質(zhì)量，然后除以18

再乘以6.02x1023就可以得到水分子數(shù)目了。

師：這樣一來我們就不用一個個去數(shù)水分子

也能知道它的數(shù)目了。是不是18g的鋁也含有

6.02x1023個鋁原子？讓我們來算算。

［多媒體展示］

Al

H2O

1個分子或原子的

2.990x10234.485x103

質(zhì)量/g

相對分子質(zhì)量或相

1827

對原子質(zhì)量

生:由于1個水分子和1個鋁原子質(zhì)量不同,

所以不用算也可知18g的鋁中含有的鋁原子數(shù)

肯定不等于6.02x1023。

按表中給出的數(shù)據(jù)，算出27g鋁中含有6.02X1023

個鋁原子。

師：其他粒子是不是也有這種關系呢?

［多媒體展示］

該物質(zhì)

物質(zhì)

粒子每個粒子的含有的該物質(zhì)

的式

符號質(zhì)量(g/個)粒子數(shù)質(zhì)量(g)

量

(個)

C121993x102312

Fe569.032x102356

H2SO498L628xl0?2298

生：這些粒子的質(zhì)量以克為單位，在數(shù)值上

與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等

時，所含粒子的數(shù)目都是6.02x1023。

師：如果我們把含有6.02x1()23個粒子的任

何粒子集體，定義為一個物理量，以后我們就可

以通過質(zhì)量或其他物理量來計算出某種物質(zhì)所

含指定粒子的數(shù)目了。這個物理量就是我們今天

要學習的物質(zhì)的量。

［板書］一、物質(zhì)的量的單位摩爾

師：提到物理量同學們不會感到陌生。你們

學習過的物理量有哪些呢？

生：質(zhì)量、長度、溫度、電流等，它們的單

位分別是千克、米、開、安（培）。

［多媒體展示］

國際單位制的7個根本單位:

物理量單位名稱單位符號

長度米m

質(zhì)量千克kg

時間秒s

電流安［培］A

熱力學溫度開［爾文］K

發(fā)光強度坎［德拉］Cd

物質(zhì)的量

師：在初中我們已經(jīng)接觸了以上幾種物理

量，那么你知道物質(zhì)的量含義是什么嗎？它的符

號是什么嗎？

生：物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子

的集體。它的符號是n。

［板書］物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子

的集體。它的符號是n。

師：每個物理量都有單位，你知道物質(zhì)的量

的單位是什么嗎？它是怎么規(guī)定的？

生：物質(zhì)的量單位是摩爾。我們把含有

6.02x1023個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾,

摩爾簡稱摩，符號mol。

師：物質(zhì)的量是一個物理量，表示含有一定

數(shù)目粒子的集體，它的單位是摩爾。在使用物質(zhì)

的量這個物理量時，我們要注意以下幾點。

［多媒體展示］

使用物質(zhì)的量本卷須知:

L物質(zhì)的量表示物質(zhì)所含指定粒子的多少，這四

個字是一個整體，不得簡化或增添任何字，物質(zhì)

的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。

2.物質(zhì)的量用符號"n〃表示。

師：日常生活中用打表示12個?！按颉ň褪?/p>

一定數(shù)目的物品的集合體。宏觀是這樣，微觀也

是這樣，用固定數(shù)目的集合體作為計量單位。科

學上，物質(zhì)的量用602x1023的集合體作為計量

單位，它就是“摩爾”。1mol任何粒子的粒子數(shù)

叫做阿伏加德羅常數(shù)。這是為了紀念偉大的科學

家阿伏加德羅。這個常數(shù)的符號是NA,Na的近

似值是6.02X1023mol」。

［板書］單位——摩爾符號：mol

師：1mol小麥約含有6.02x1023個麥粒。這

句話是否正確，為什么?

生：不正確。因為物質(zhì)的量及其單位摩爾的

使用范是微觀粒子。因此在使用中應指明粒子

的名稱。6.02x1023是非常巨大的一個數(shù)值，所以

宏觀物體不使用物質(zhì)的量和摩爾o

師：很好。例如，地球上的人口總和是109

數(shù)量級，如果要用物質(zhì)的量來描述，將是1014

數(shù)量級那樣多摩爾，使用起來反而不方便。

［板書］使用范圍：微觀粒子

［多媒體展示］

課堂練習

判斷以下說法是否正確，并說明理由。

(1)1mol氧。

(2)0.25molCO2o

⑶.爾是7個根本物理量之一。

(4)lmol是6.02x1()23個粒子的集合體。

(5)0.511101112含有3?0卜1023個氫原子。

(6)3moiN%中含有3moiN原子，9molH

原子。

生：（1）錯誤。沒有指明粒子的種類。改成

1molO,1molO2都是正確的。因此使用摩爾

作單位時，所指粒子必須十清楚確，且粒子的種

類用化學式表示。(2)正確。(3)錯誤。物質(zhì)的

量是根本物理量之一，摩爾只是它的單位，不能

把二者混為一談。(4)錯誤。6.02x1023是阿伏加

德羅常數(shù)的近似值，二者不能簡單等同。(5)錯

誤。0.5molHz含有0.5x2=lmolH原子,所含

2323

氫原子數(shù)為6.02X10mol】xlmol=6.02xl0o

(6)正確。3moiNH3中含有3moixl=3molN

原子，3molx3=9molH原子。

［多媒體展示］

填空：

(DlmolO中約含有個O；

(2)3molH2s04中約含有個

H2so4,可電離出molH+；

(3)4moiO2含有molO原

子，mol質(zhì)子；

(4)10molNa+中約含有個

Na+o

23

生：(1)6.02X10(2)3x6.02x1()236

(3)88x8=64(因為1molO原子中含有8moi

質(zhì)子)(4)10x6.02x1023

師：通過上述練習，同學們可以自己總結出

物質(zhì)的量、粒子個數(shù)和阿伏加德羅常數(shù)三者之間

的關系。

生：物質(zhì)的量5）、粒子個數(shù)（N）和阿伏

加德羅常數(shù)（Na）三者之間的關系：

用符號表示：n=Ao

［板書］物質(zhì)的量In）、粒子個數(shù)（N）和阿伏

加德羅常數(shù)（NA）三者之間的關系用符號表示:

n=—

N八

師：學到現(xiàn)在同學們一定有個問題：阿伏加

德羅常數(shù)這個數(shù)值非常巨大，科學家們是怎樣得

到的呢？課后探討。

布置作業(yè)

mol水中含有個水分子。

2.2mol水中含有個水分子，

______________個氫原子。

3.1molH2sCh中含有個H2s。4分

子，個硫酸根離子。

4.1molHC1溶于水，水中存在的溶質(zhì)粒子是什

么?它們的物質(zhì)的量各是多少？

個水分子中有個電子，1molH2O

中呢?

板書設計

第二節(jié)化學計量在實驗中的應用

一、物質(zhì)的量的單位演

物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體。

它的符號是n。

單位摩爾符號：mol

使用范圍：微觀粒子

物質(zhì)的量（nk粒子個數(shù)（N）和阿伏加德羅常

數(shù)（Na）三者之間的關系：

用符號表示…十

活動與探究

阿伏加德羅常數(shù)的測定與原理

阿伏加德羅常數(shù)的符號是8,單位是每

1

(mol),數(shù)值是Na=(6.0221376±0.000003

6）x1023mol/

阿伏加德羅常數(shù)由實驗測定。它的測定精確

度隨著實驗技術的開展而不斷提高。測定方法有

電化學當量法、布朗運動法、油滴法、X射線衍

射法、黑體輻射法、光散射法寸O這些方法的理

論依據(jù)不同，但測定結果幾乎一樣，可見阿伏加

德羅常數(shù)是客觀存在的重要常數(shù)。例如：用含

Ag+的溶液電解析出1mol的銀，需要通過96

485.3C（庫侖）的電荷量。每個電子的電荷量

是1.60217733xlO49C,那么

N=96485231

a-1.60217733X1079C=6.022136xl0mol

下面著重介紹單分子膜法測定阿伏加德羅常數(shù)

的操作方法。

實驗目的

1.進一步了解阿伏加德羅常數(shù)的意義。

2.學習用單分子膜法測定阿伏加德羅常數(shù)的原

理和操作方法。

實驗用品

膠頭滴管、量筒〔10mL〕、形水槽（直徑30

cm）、直尺。

硬脂酸的苯溶液。

實驗原理

硬脂酸能在水面上擴散而形成單分子層，由滴入

硬脂酸剛好形成單分子膜的質(zhì)量m及單分子膜

面積s,每個硬脂酸的截面積A,求出每個硬脂

酸分子質(zhì)量m,再由硬脂酸分子的摩爾質(zhì)量M,

即可求得阿伏加德羅常數(shù)Nao

實驗步驟

1.測定從膠頭滴管滴出的每滴硬脂酸的苯溶液

的體積。

取一尖嘴拉得較細的膠頭滴管，吸入硬脂酸的苯

溶液，往小量筒中滴入1mL,然后記下它的滴

數(shù)，并計算出1滴硬脂酸苯溶液的體積Vi。

2.測定水槽中水的外表積

用直尺從三個不同方位準確量出水槽的內(nèi)徑，取

其平均值。

3.硬脂酸單分子膜的形成

用膠頭滴管（如滴管外有溶液，用濾紙擦去）吸

取硬脂酸的苯溶液，在距水面約5cm處，垂直

往水面上滴一滴，待苯全部揮發(fā)，硬脂酸全部擴

散至看不到油珠時，再滴第二滴。如此逐滴滴下,

直到滴下一滴后，硬脂酸溶液不再擴散，而呈透

鏡狀時為止。記下所滴硬脂酸溶液的滴數(shù)do

4.把水槽中水倒掉，用清水將水槽洗刷干凈后，

注入半槽水，重復以上操作兩次。重復操作時，

先將滴管內(nèi)剩余的溶液擠凈，吸取新鮮溶液，以

免由于滴管口的苯揮發(fā)引起溶液濃度變化而帶

來實驗誤差。取三次結果的平均值。

5.計算

(1)如稱取硬脂酸的質(zhì)量為m,配成硬脂酸的

苯溶液的體積為V,那么每毫升硬脂酸的苯溶液

中含硬脂酸的質(zhì)量為m/Vo

(2)測得每滴硬脂酸的苯溶液的體積為Vi,形

成單分子膜滴入硬脂酸溶液的滴數(shù)為(d?l)(詳

見注釋)，那么形成單分子膜需用硬脂酸的質(zhì)量

為：

(3)根據(jù)水槽直徑，計算出水槽中水的外表積

So每個硬脂酸分子的截面積A=(2.2x10-15)

cm2,在水面形成的硬脂酸的分子個數(shù)為S/A。

(4)根據(jù)(2)和(3)的結果，可計算出每個

硬脂酸分子的質(zhì)量為：

=

IS^V

A

(5)Imol硬脂酸的質(zhì)量等于284g,即M=284

gmol1,所以1mol硬脂酸中含有硬脂酸的分

子個數(shù)，即阿伏加德羅常數(shù)Na為：

XT—M_MSV

s^v

注釋：當最后一滴硬脂酸溶液滴下后，這滴

溶液在水面呈透鏡狀，說明這滴溶液沒有擴散，

即沒有參與單分子膜的形成。這時單分子膜已經(jīng)

形成完畢，應停止滴入溶液，所以，在計算形成

單分子膜所需硬脂酸溶液的滴數(shù)時，應將最后一

滴減掉，即滴數(shù)計為51。

說明：

一、實驗成功標志

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算的阿伏加德羅常數(shù)NA在

(5-7)X1023范圍內(nèi)為成功。

二、失敗征象

實驗測定的阿伏加德羅常數(shù)數(shù)量級不等于

1X1023。

三、原因分析

1.因為苯是易揮發(fā)的溶劑，故在配制、使用硬脂

酸苯溶液的過程中因為苯的揮發(fā)，造成濃度的變

化會造成實驗誤差。

2.在測量每滴硬脂酸苯溶液體積時是連續(xù)滴液

的，在形成單分子膜時的滴液是間歇的，同時,

滴管內(nèi)液體多少不同，手捏膠頭的力不同這些因

素，均可導致液滴的大小不均勻。

3.水槽洗滌不干凈，將會造成很大的誤差。

4.水槽水面直徑測量不準確也會造成誤差。

四、注意問題

1.苯中有少量的水，可用無水氯化鈣或氧化鈣除

去。

2.配好待用的硬脂酸苯溶液一定要嚴加密封，防

止苯的揮發(fā)。在使用過程中要隨時加塞塞住。

3.在使用膠頭滴管滴液時，均要采取垂直滴入

法，以保持液滴大小均勻。

4.在形成單分子膜的過程中，應保持水面平靜，

防止單分子膜重疊。

5.水槽的洗滌：每做完一次實驗，一定要把水槽

洗滌干凈。否則，第二次實驗所需硬脂酸苯溶

液的滴數(shù)將明顯減少，因為殘留在水槽內(nèi)的硬脂

酸分子會占據(jù)局部水面。洗滌方法：用自來水充

滿水槽，讓水從水槽邊溢出，反復2?3次即可。

隨堂練習

一、選擇題

1.假設規(guī)定12c的相對原子質(zhì)量為100,以下各

項發(fā)生變化且為原來的12/100的是()

A.氧的相對原子質(zhì)量2O的摩爾質(zhì)量

C.阿伏加德羅常數(shù)D.98g

硫酸的物質(zhì)的量

答案:D

2.在無土栽培中，需配制一定量含50mol

NH4Ck16moiKC1和24molK2so4的營養(yǎng)液。

假設用KCKNH4cl和(NH4)2SO4三種固體為原

料來配制，三者的物質(zhì)的量依次是(單位為mol)