物質(zhì)的量教案
物質(zhì)的量教案●教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生初步理解物質(zhì)的量的單位——摩爾的含義。了解物質(zhì)的量、物質(zhì)的粒子數(shù)、物質(zhì)的質(zhì)量、摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系。
2.了解提出摩爾這一概念的重要性和必要性,懂得阿伏加德羅常數(shù)的涵義。
3.初步培養(yǎng)學(xué)生演繹推理、歸納推理、邏輯推理和運(yùn)用化學(xué)知識進(jìn)行計(jì)算的能力。
●教學(xué)重點(diǎn)
1.物質(zhì)的量及其單位。
2.摩爾質(zhì)量的概念和有關(guān)摩爾質(zhì)量的概念計(jì)算。
●教學(xué)難點(diǎn)
物質(zhì)的量及其單位——摩爾。
●課時(shí)安排
第一課時(shí):物質(zhì)的量及其單位——摩爾。
第二課時(shí):摩爾質(zhì)量的概念及其計(jì)算。
●教學(xué)過程
★第一課時(shí)
。劢叹邷(zhǔn)備]投影儀、供練習(xí)用的膠片
。垡裕菸覀冊诔踔袝r(shí)知道,分子、原子、離子等我們?nèi)庋劭床灰姷牧W樱梢詷?gòu)成客觀存在的、具有一定質(zhì)量的物質(zhì)。這說明,在我們?nèi)庋劭床灰姷牧W优c物質(zhì)的質(zhì)量之間,必定存在著某種聯(lián)系。那么,聯(lián)系他們的橋梁是什么呢?科學(xué)上,我們用“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量把一定數(shù)目的原子、分子、或離子等微觀粒子與可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來。欲想知道究竟,請認(rèn)真學(xué)好本章內(nèi)容。
。郯鍟莸谌挛镔|(zhì)的量
[過渡]什么是物質(zhì)的量呢?它就是本節(jié)課我們所要認(rèn)識的對象。
。郯鍟莸谝还(jié)物質(zhì)的量
。壑v解]就像長度可用來表示物體的長短,溫度可表示物體的冷熱程度一樣,物質(zhì)的量可用來表示物質(zhì)所含粒子數(shù)目的多少,其符號為n,它是國際單位制中的基本物理量,四個(gè)字不能分開。長度、溫度的單位分別是米和開爾文,物質(zhì)的量的單位是摩爾,符號mol,簡稱摩。
。郯鍟菀、物質(zhì)的量
1.是一個(gè)物理量,符號為n,單位為摩爾(mol)。
。壑v解]課本上列出了國際單位制中的7個(gè)基本物理量,供大家參考。
。凵灶D]既然物質(zhì)的量是用來表示物質(zhì)所含粒子數(shù)目的多少的,那么,物質(zhì)的量的1個(gè)單位即1mol表示的數(shù)目是多少呢?
指導(dǎo)學(xué)生閱讀,分析書上有關(guān)內(nèi)容,并得出結(jié)論。
。郯鍟2.1mol粒子的數(shù)目是0.012kg12C中所含的碳原子數(shù)目,約為6.02×1023個(gè)。
3.1mol粒子的數(shù)目又叫阿伏加德羅常數(shù),符號為NA,單位mol-1。
。壑v解]阿伏加德羅是意大利物理學(xué)家,他對6.02×1023這個(gè)數(shù)據(jù)的得出,有著很大的貢獻(xiàn),用其名字來表示該常數(shù),以示紀(jì)念。
[投影練習(xí)]填空
1.1molH2所含氫氣分子的個(gè)數(shù)。
2.2mol氫分子含個(gè)氫原子。
3.1molSO是個(gè)硫酸根離子。
[講解]物質(zhì)的量只限制了所含粒子個(gè)數(shù)的多少,并沒限制粒子種類,所以,使用摩爾時(shí)應(yīng)注明所指粒子是哪種。
。弁队熬毩(xí)]
判斷正誤,說明理由。
A.1mol氫×沒有指出是分子、原子或離子
B.1molCO2√
C.1mol小米×小米不是微觀粒子
[評價(jià)上題,得出結(jié)論]
。郯鍟4.使用摩爾時(shí),必須指明粒子的種類,可以是分子、原子、離子、電子等。
。弁队埃莞鶕(jù)摩爾的有關(guān)知識,進(jìn)行計(jì)算。
1.1.204×1024個(gè)H,合多少mol?
2.5mol的O2中有多少個(gè)氧氣分子?
3.N個(gè)水分子的物質(zhì)的量是多少?(已知,阿伏加德羅常數(shù)為NA)
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出:粒子總個(gè)數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的量三者的關(guān)系為:
。郯鍟5.
[講解]摩爾是一個(gè)巨大數(shù)量粒子集合體,可以有0.5molO2,0.01molH2SO4等,而分子、原子等,就不能說0.5個(gè)或0.01個(gè)。
[投影練習(xí)]
1.0.5mol水中含有個(gè)水分子。
2.2mol水中含有個(gè)水分子,個(gè)氫原子。
3.1molH2SO4中含有個(gè)H2SO4分子,個(gè)硫酸根離子。
4.1molHCl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?
5.1個(gè)水分子中有個(gè)電子,1molH2O中呢?
。坌〗Y(jié)]物質(zhì)的量是一個(gè)基本物理量,單位為摩爾,它表示含有一定數(shù)目的粒子集體,1mol物質(zhì)含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)粒子。
[板書設(shè)計(jì)]第三章物質(zhì)的量
第一節(jié)物質(zhì)的量
一、物質(zhì)的量
1.是一個(gè)物理量,符號為n,單位為摩爾(mol)。
2.1mol粒子的數(shù)目是0.012kg12C中所含的碳原子數(shù)目,約為6.02×1023個(gè)。
3.1mol粒子的數(shù)目又叫阿伏加德羅常數(shù),符號為NA,單位為mol-1。4.使用摩爾時(shí),必須指明粒子(分子、原子、離子、質(zhì)子、電子等)的種類。
5.n=
。劢虒W(xué)說明]物質(zhì)的量是整個(gè)高中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。教師應(yīng)按教學(xué)內(nèi)容的要求,深入淺出地講清物質(zhì)的量的概念,不要希望一節(jié)課就能解決概念的全部問題,也不要認(rèn)為講明白了學(xué)生就應(yīng)該會(huì)了。實(shí)際上,學(xué)生在思考問題,回答問題或計(jì)算中出現(xiàn)錯(cuò)誤是很正常的。只有在本章教學(xué)和后續(xù)的各章教學(xué)中,幫助學(xué)生反復(fù)理解概念、運(yùn)用概念,不斷地糾正出現(xiàn)的錯(cuò)誤,才能使學(xué)生較深刻地理解,較靈活地運(yùn)用這一概念。
★第二課時(shí)
。劢虒W(xué)用具]投影儀、膠片、一杯水
。蹚(fù)習(xí)提問]1.1mol物質(zhì)所含粒子的個(gè)數(shù)是以什么為標(biāo)準(zhǔn)得出來的?
2.物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、粒子總個(gè)數(shù)三者之間的關(guān)系?
。坌抡n引入]教師取一杯水,(教案 m.panasonaic.com) 對同學(xué)說:
“老師這兒有一杯水,老師想知道這杯水里有多少個(gè)水分子,現(xiàn)在讓你們來數(shù),能數(shù)得清嗎?”
回憶初中有關(guān)水分子的知識:
10億人數(shù)一滴水里的水分子,每人每分鐘數(shù)100個(gè),日夜不停,需要3萬多年才能數(shù)清。
很顯然,靠我們在座的大家一個(gè)一個(gè)來數(shù),在我們的有生之年,是完不成任務(wù)的。那么,能否有其他的方法呢?
答案是肯定的。我只要稱一下這杯水的質(zhì)量,就可以很輕易地知道!
連接水分子這種粒子與水的質(zhì)量之間的橋梁,就是我們上節(jié)課學(xué)過的——物質(zhì)的量。
“下面,就讓我們來導(dǎo)出它們之間的關(guān)系。”
。弁茖(dǎo)并板書]
。郯鍟
微觀一個(gè)C原子一個(gè)O原子一個(gè)Fe原子
↓擴(kuò)大6.02×1023↓擴(kuò)大6.02×102↓擴(kuò)大6.02×1023
1molC原子1molO原子1molFe原子
↓↓↓
質(zhì)量0.012kg=12gxgyg
相對原子質(zhì)量121656
。壑v解]因?yàn)槿魏我环N原子的相對原子質(zhì)量,若以12C的1/12為標(biāo)準(zhǔn)所得的比值。所以,1mol任何原子的質(zhì)量比,就等于它們的相對原子質(zhì)量比。由此我們可求出x值和y值。
[學(xué)生計(jì)算]得出x=16y=56
。蹎枺菀1molNa原子或1molH原子的質(zhì)量呢?
[學(xué)生討論,得出結(jié)論]1mol任何原子的質(zhì)量,若以克為單位,在數(shù)值上等于其相對原子質(zhì)量的數(shù)值。
。墼O(shè)問]那么,對于由原子構(gòu)成的分子,其1mol的質(zhì)量是多少呢?離子呢?
。蹖W(xué)生討論]
。劢處熆偨Y(jié)]因?yàn)榉肿佣际怯稍訕?gòu)成的,所以,1mol任何分子的質(zhì)量在數(shù)值上就等于該分子的相對分子質(zhì)量。對于離子來講,由于電子的質(zhì)量很小,可以忽略不計(jì),所以1mol離子的質(zhì)量在數(shù)值上就等于該離子的式量。
。郯鍟1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量,是以克為單位,在數(shù)值上就等于該物質(zhì)的原子(分子)的相對原子質(zhì)量(相對分子質(zhì)量)。
[投影練習(xí)]
1molH2O的質(zhì)量是g
1molNaCl的質(zhì)量是g
1molNa+的質(zhì)量是g
1molS的質(zhì)量是g
。壑v解]由以上我們的分析討論可知,1mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量是以克為單位,在數(shù)值上都與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等,我們將單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量,也就是說,物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是該物質(zhì)的質(zhì)量與該物質(zhì)的物質(zhì)的量的比。
。郯鍟菽栙|(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。
符號:M單位:g·mol-1或kg·mol-1
表達(dá)式:M=
。壑v解]依據(jù)此式,我們可以把物質(zhì)的質(zhì)量與構(gòu)成物質(zhì)的粒子集體聯(lián)系起來。
。弁队熬毩(xí)]1.Na的摩爾質(zhì)量
2.NaCl的摩爾質(zhì)量
3.SO的摩爾質(zhì)量
(注意單位)
[教師]下面,讓我們根據(jù)摩爾質(zhì)量的概念進(jìn)行計(jì)算。
[投影]例1.24.5克H2SO4的物質(zhì)的量是多少?
。鄯治觯萦墒阶覯=可得n=,我們可以通過H2SO4的相對分子質(zhì)量得出M(H2SO4)=98g·
mol-1,題中給出了H2SO4的質(zhì)量m(H2SO4)=24.5g
解:H2SO4的相對分子質(zhì)量為98,摩爾質(zhì)量為98g·mol-1。
n(H2SO4)==0.25mol
答:24.5gH2SO4的物質(zhì)的量是0.25mol。
。劬毩(xí)]1.1.5molH2SO4的質(zhì)量是,其中含有molO,molH,其質(zhì)量分別為和。
2.0.01mol某物質(zhì)的質(zhì)量為1.08g,此物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為。
例2.71gNa2SO4中含有Na+和SO的物質(zhì)的量是多少?
[分析]因Na2SO4是由Na+和SO構(gòu)成的,1molNa2SO4中含2molNa+和1molSO,只要我們知道了Na2SO4的物質(zhì)的量,即可求出n(Na+)和n(SO)。
解:Na2SO4的相對分子質(zhì)量為142,摩爾質(zhì)量為142g·mol-1。
n(Na2SO4)==0.5mol
則Na+的物質(zhì)的量為1mol,SO的物質(zhì)的量為0.5mol。
[思考]
。劢處熌闷鹨簧险n時(shí)的那杯水]問:已知,我手里拿的這杯水的質(zhì)量是54克,大家能算出里面所含的水分子的個(gè)數(shù)嗎?
。踤(H2O)==0.3mol
N(H2O)=nNA=3×6.02×1023=1.806×1024個(gè)]
。坌〗Y(jié)]1mol不同物質(zhì)中,所含的分子、原子或離子的數(shù)目雖然相同,但由于不同粒子的質(zhì)量不同,因此,1mol不同物質(zhì)的質(zhì)量也不相同,以g為單位時(shí),其數(shù)值等于該粒子的相對原子(分子)
。鄄贾米鳂I(yè)]略
[板書設(shè)計(jì)]
微觀1個(gè)C1個(gè)O1個(gè)Fe
↓擴(kuò)大6.02×1023倍↓擴(kuò)大6.02×1023倍↓擴(kuò)大6.02×1023倍
1molC1molO1molFe
質(zhì)量0.012kg=12gxy
相對原子質(zhì)量121656
因?yàn)樵卦拥馁|(zhì)量比=元素相對原子質(zhì)量比
所以x=16y=56
。劢Y(jié)論]1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量,是以克為單位,在數(shù)值上等于該物質(zhì)的原子的(分子的)相對原子質(zhì)量(相對分子質(zhì)量)。
摩爾質(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。
符號:M
單位:g·mol-1kg·mol-1
表達(dá)式:M=m/n
。劢虒W(xué)說明]此課時(shí)最常出現(xiàn)的問題是有關(guān)物質(zhì)的量和質(zhì)量之間關(guān)系的推導(dǎo)。這往往是由于初中學(xué)習(xí)時(shí),對相對原子質(zhì)量的涵義不甚明了所致。因此,可根據(jù)學(xué)生的具體情況先復(fù)習(xí)有關(guān)相對原子質(zhì)量的知識。另外,有關(guān)摩爾質(zhì)量的單位也是學(xué)生容易忽略的。
第二節(jié)氣體摩爾體積
●教學(xué)目標(biāo)
1.在學(xué)生了解氣體的體積與溫度和壓強(qiáng)有密切關(guān)系的基礎(chǔ)上,理解氣體摩爾體積的概念。
2.通過氣體摩爾體積和有關(guān)計(jì)算的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生分析、推理、歸納、總結(jié)的能力。
●教學(xué)重點(diǎn)
氣體摩爾體積的概念。
●教學(xué)難點(diǎn)
氣體摩爾體積的概念。
●教學(xué)用具
投影儀。
●課時(shí)安排
第一課時(shí):氣體摩爾體積的概念。
第二課時(shí):有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。
●教學(xué)過程
★第一課時(shí)
。垡裕萃ㄟ^上一節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道,1mol任何物質(zhì)的粒子個(gè)數(shù)都相等,約為6.02×1023個(gè),1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量都是以克為單位,在數(shù)值上等于構(gòu)成該物質(zhì)的粒子的相對原子(分子)質(zhì)量。那么,1mol任何物質(zhì)的體積(即摩爾體積)又該如何確定呢?
。劢處煟1mol任何物質(zhì)的質(zhì)量,我們都可以用摩爾質(zhì)量做橋梁把它計(jì)算出來。若想要通過質(zhì)量求體積,還須怎樣才能達(dá)到目的呢?
。蹖W(xué)生]還需知道物質(zhì)的密度!
[教師]請寫出質(zhì)量(m)體積(V)密度(ρ)三者之間的關(guān)系,[]
下面,我們根據(jù)已有的知識,來填寫下表。
注:質(zhì)量與體積欄內(nèi)的數(shù)值由學(xué)生填寫。
。弁队埃轀囟0°C、壓強(qiáng)101kPa請同學(xué)們根據(jù)計(jì)算結(jié)果,并參照課本上的1mol幾種物質(zhì)的體積示意圖,分析物質(zhì)存在的狀態(tài)跟體積的關(guān)系。
。蹖W(xué)生討論]
。劢Y(jié)論]1.1mol不同的固態(tài)或液態(tài)的物質(zhì),體積不同。
2.在相同狀態(tài)下,1mol氣體的體積基本相同。
3.同樣是1mol的物質(zhì),氣體和固體的體積相差很大。
[指導(dǎo)學(xué)生參看課本上1mol水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的插圖和有關(guān)數(shù)據(jù),來體會(huì)1mol同樣物質(zhì),當(dāng)狀態(tài)不同時(shí),其體積的差異]
。劢處煟菡埓蠹覅⒖颊n本內(nèi)容和自己計(jì)算所得數(shù)據(jù),分析和討論以下問題:
。弁队埃1.物質(zhì)體積的大小取決于哪些微觀因素?
2.當(dāng)粒子數(shù)一定時(shí),固、液、氣態(tài)物質(zhì)的體積主要取決于什么因素?
3.為什么相同外界條件下,1mol固、液態(tài)物質(zhì)所具有的體積不同,而1mol氣態(tài)物質(zhì)所具有的體積卻基本相同?
4.為什么比較一定量氣體的體積,要在相同的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行?
[學(xué)生活動(dòng),回答]
。劾蠋熆偨Y(jié)]1.物質(zhì)體積的大小取決于物質(zhì)粒子數(shù)的多少、粒子本身的大小和粒子之間的距離三個(gè)因素。
2.當(dāng)粒子數(shù)一定時(shí),固、液態(tài)的體積主要決定于粒子本身的大小,而氣態(tài)物質(zhì)的體積主要決定于粒子間的距離。
3.在固態(tài)和液態(tài)中,粒子本身的大小不同決定了其體積的不同,而不同氣體在一定的溫度和壓強(qiáng)下,分子之間的距離可以看作是相同的,所以,粒子數(shù)相同的氣體有著近似相同的體積。
4.氣體的體積受溫度、壓強(qiáng)的影響很大,因此,說到氣體的體積時(shí),必須指明外界條件。
。壑v述]對于氣體來說,我們用得更多的是氣體的體積,而不是質(zhì)量,且外界條件相同時(shí),物質(zhì)的量相同的任何氣體都含有相同的體積,這給我們測定氣體提供了很大的方便,為此,我們專門引出了氣體摩爾體積的概念。這也是我們本節(jié)課所學(xué)的重點(diǎn)。
。郯鍟菀弧怏w摩爾體積
單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。
。壑v解]即氣體的體積與氣體的物質(zhì)的量之比,符號為Vm,表達(dá)式為Vm=。
。郯鍟莘枺篤m
表達(dá)式:Vm=
單位:L·mol-1
。壑v解并板書]
在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol任何氣體的體積都約是22.4L。(或氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的摩爾體積約是22.4L)
。壑v解]1.為了研究的方便,科學(xué)上把溫度為0°C、壓強(qiáng)為101kPa規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),用S·T·P表示。
2.氣體摩爾體積僅僅是針對氣體而言。
3.同溫同壓下,氣體的體積只與氣體的分子數(shù)目有關(guān),而與氣體分子的種類無關(guān)。
[投影練習(xí)]判斷正誤
1.標(biāo)況下,1mol任何物質(zhì)的體積都約為22.4L。(×,物質(zhì)應(yīng)是氣體)
2.1mol氣體的體積約為22.4L。(×,未指明條件——標(biāo)況)
3.標(biāo)況下,1molO2和N2混合氣(任意比)的體積約為22.4L。(√,氣體體積與分子種類無關(guān))
4.22.4L氣體所含分子數(shù)一定大于11.2L氣體所含的分子數(shù)。(×,未指明氣體體積是否在相同條件下測定)
5.任何條件下,氣體的摩爾體積都是22.4L。(×,只在標(biāo)況下)
6.只有在標(biāo)況下,氣體的摩爾體積才能是22.4L。(×,不一定)
思考:同溫同壓下,如果氣體的體積相同則氣體的物質(zhì)的量是否也相同呢?所含的分子數(shù)呢?
。蹖W(xué)生思考并回答]
[教師總結(jié)]因?yàn)闅怏w分子間的平均距離隨著溫度、壓強(qiáng)的變化而改變,各種氣體在一定的溫度和壓強(qiáng)下,分子間的平均距離是相等的。所以,同溫同壓下,相同體積氣體的物質(zhì)的量相等。所含的分子個(gè)數(shù)也相等。這一結(jié)論最早是由意大利科學(xué)家阿伏加德羅發(fā)現(xiàn)的,并被許多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí),成為定律,叫阿伏加德羅定律。
。郯鍟莅⒎拥铝_定律:在相同的溫度和壓強(qiáng)下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。
[講解]由上述定律我們可以推出如下推論:
。郯鍟萃瑴赝瑝合拢
。坌〗Y(jié)]影響物質(zhì)的體積的因素有多種,對于氣體,相同條件下,物質(zhì)的量相同的氣體含有相同的體積。為此,引入了氣體摩爾體積的概念,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積的數(shù)值約為22.4L·
mol-1。只要同學(xué)們正確掌握氣體摩爾體積的概念和阿伏加德羅定律的涵義,就很容易做氣體的質(zhì)量和體積之間的相互換算。
。鄄贾米鳂I(yè)]略
。郯鍟O(shè)計(jì)]第二節(jié)氣體摩爾體積
一、氣體摩爾體積
單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積。
表達(dá)式:Vm=
單位:L·mol-1
標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積:Vm=22.4L·mol-1
阿伏加德羅定律:同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的分子。
。劢虒W(xué)說明]本課題立足于師生共同探究和討論,要求教師要充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。同時(shí),要注意,學(xué)生在課堂上雖然很好地理解了氣體摩爾體積,但在課下對有關(guān)條件特別容易忽略。因此,教師在講授時(shí)要注重強(qiáng)調(diào)外界條件對氣體的影響。
★第二課時(shí)
。蹚(fù)習(xí)練習(xí)]
。弁队埃1.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2molCO2的體積是多少?44.8LH2的物質(zhì)的量是多少?它們所含的分子數(shù)是否相同?
2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,若兩種氣體所占體積不同,其原因是()
A.氣體性質(zhì)不同B.氣體分子的大小不同
C.氣體分子間平均距離不同D.氣體的物質(zhì)的量不同
。垡裕菰谝郧暗膶W(xué)習(xí)中,我們知道了物質(zhì)的量與質(zhì)量及粒子個(gè)數(shù)的關(guān)系,上節(jié)課我們又學(xué)了氣體摩爾體積和阿伏加德羅定律,大家能否找出這些量之間的相互關(guān)系呢?
[學(xué)生活動(dòng)][教師指導(dǎo)并最后歸納]
。壑v解]我們知道物質(zhì)的量是聯(lián)系質(zhì)量和粒子集體的橋梁,也是與氣體的體積密切相關(guān)的物理理,以此為中心,我們可得出以下關(guān)系:
[板書]
。壑v解]根據(jù)我們上節(jié)課講過的內(nèi)容,大家想想在m與V,M與Vm之間又有著什么樣的關(guān)系呢?
[大家討論]
。劢Y(jié)論]Vm·ρ=MVρ=m
[把上列關(guān)系補(bǔ)充在上面所寫的關(guān)系網(wǎng)中]
。圻^渡]下面我們就在熟悉以上各量之間關(guān)系的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)學(xué)習(xí)有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算。
。郯鍟荻⒂嘘P(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算
。弁队埃堇1.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.2gCO2的體積是多少?
。鄯治觯菀繡O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積,必須用到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體摩爾體積,這需要?dú)怏w的物質(zhì)的量做橋梁。根據(jù)我們上面對各量關(guān)系的討論,可進(jìn)行如下計(jì)算:
解:n(CO2)==0.05mol
因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)狀況下Vm=22.4L·mol-1
所以0.05molCO2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為:
V(CO2)=n(CO2)Vm=0.05mol×22.4L·mol-1=1.12L
答:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.2gCO2的體積為1.12L。
例2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,測得1.92克某氣體的體積為672mL。計(jì)算此氣體的相對分子質(zhì)量。
。蹖W(xué)生先思考并計(jì)算,教師巡看,然后視具體情況進(jìn)行分析,總結(jié)]
。鄯治觯菸镔|(zhì)的相對分子質(zhì)量與該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量在數(shù)值上是相等的。因此,要求某物質(zhì)的相對分子質(zhì)量,首先應(yīng)計(jì)算出該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量。據(jù)M=ρVm可以求出:據(jù)M=也可以求出結(jié)果。
[解法一]解:在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,該氣體的密度為:
ρ==2.86g·L-1
標(biāo)準(zhǔn)狀況下Vm=22.4L·mol-1
則該氣體的摩爾質(zhì)量為:
M=ρVm=2.86g·L-1×22.4L·mol-1=64g·mol-1
即該氣體的相對分子質(zhì)量為64。
。劢夥ǘ萁猓簶(biāo)準(zhǔn)狀況下,該氣體的物質(zhì)的量為:
n===0.03mol
摩爾質(zhì)量為:
M===64g·mol-1
即氣體的相對分子質(zhì)量為64。
答:此氣體的相對分子質(zhì)量為64。
。壅埓蠹蚁氯ヒ院罂紤]該題是否還有其他解法]
。弁队埃
。垩a(bǔ)充思考]現(xiàn)有3.4gH2S和0.1molHBr氣體。
(1)不同條件下,哪個(gè)分子數(shù)較多?
(2)相同條件下,哪個(gè)該用較大的容器裝?
(3)不同條件下,哪個(gè)質(zhì)量大?大多少?
(4)哪個(gè)所含H原子的物質(zhì)的量多?多多少?
(5)其中含S和Br各多少克?
。劢獯穑(1)條件不同時(shí),例如改變壓強(qiáng)或溫度,只能改變氣體的體積,改變不了分子的數(shù)目,因?yàn)閮烧呔鶠?.1mol,所以兩者分子數(shù)目相等。
(2)相同條件下,物質(zhì)的量相同的氣體體積相同,所以應(yīng)用一樣的容器裝。
(3)不同條件下,只改變聚集狀態(tài)不改變其質(zhì)量。0.1molHBr的質(zhì)量=0.1mol×81g·mol-1
=8.1g,比H2S多4.7克。
(4)H2S含的H比HBr多0.1mol。
(5)S為3.2g,Br為8g。
。坌〗Y(jié)]有關(guān)物質(zhì)的量之間的換算,必須熟悉各量之間的關(guān)系,對氣體進(jìn)行的計(jì)算,尤其要注意外界條件,對于同一個(gè)問題,可通過不同途徑進(jìn)行解決。
[板書設(shè)計(jì)]
二、有關(guān)氣體摩爾體積的計(jì)算
[教學(xué)說明]涉及物質(zhì)的量的計(jì)算,概念較多,而概念的清晰與否,直接影響到解題的質(zhì)量,所以,采取邊學(xué)邊練習(xí)、邊比較的方法可以增強(qiáng)學(xué)生掌握知識的牢固程度。
★第二課時(shí)
。蹚(fù)習(xí)鞏固]
。弁队埃1.已知某1LH2SO4溶液中含有250mL濃H2SO4,可以算出這種溶液的物質(zhì)的量濃度嗎?(不能)
2.已知每100克H2SO4溶液中含有37克H2SO4,可以算出這種溶液的物質(zhì)的量濃度嗎?(不能)
。墼O(shè)問]那么,要算出溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度,必須從哪方面著手呢?
。劢Y(jié)論]必須設(shè)法找出溶液的體積和溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量。
[教師]請大家根據(jù)剛才的分析,做如下練習(xí)。
。弁队埃3.將質(zhì)量為m,相對分子質(zhì)量為Mr的物質(zhì)溶解于水,得到體積為V的溶液,此溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為(c=)
[引言]上節(jié)課我們知道了物質(zhì)的量濃度的概念及其與質(zhì)量分?jǐn)?shù)的區(qū)別,本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)物質(zhì)的量濃度與溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的聯(lián)系及有關(guān)溶液稀釋的計(jì)算。[板書]二、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度的換算
。弁队埃堇1.已知37%的H2SO4溶液的密度為1.28g·cm-3,求其物質(zhì)的量濃度。
[分析]從上節(jié)課的知識我們知道,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度都可用來表示溶液的組成。因此,二者之間必定可以通過一定的關(guān)系進(jìn)行換算。根據(jù)我們剛才的討論分析可知,要算出物質(zhì)的量濃度,必須設(shè)法找出所取溶液的體積及其中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。由于濃度是與所取溶液的多少無關(guān)的物理量,所以,我們既可取一定質(zhì)量的溶液來計(jì)算,也可取一定體積的溶液來計(jì)算,為此,我們可以采用以下兩種方法。
解法一:
取100g溶液來計(jì)算
。(H2SO4)=100g×37%=37g
n(H2SO4)==0.37mol
V(液)==78.12mL=0.078L
c(H2SO4)==4.8mol·L-1
答:37%的H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度為4.8mol·L-1。
解法二:
取1L溶液來計(jì)算
V(液)=1L
。(H2SO4)=V[H2SO4(aq)]·ρ·w=1000mL×1.28g·cm-3×37%=473.6g
n(H2SO4)==4.8mol
c(H2SO4)==4.8mol·L-1
答:37%的H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度為4.8mol·L-1。
。鬯伎碱}]對于溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w,密度為ρ的某溶質(zhì)的溶液,其物質(zhì)的量濃度的表示式為:
。
。弁瑢W(xué)們思考后]
。郯鍟輈=
。劬毩(xí)]市售濃H2SO4中,溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%,密度為1.84g·cm-3。計(jì)算市售濃H2SO4中,H2SO4的物質(zhì)的量濃度。(c==18.4mol·L-1)
。墼O(shè)問過渡]如果已知溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度c及溶液的密度ρ,又怎樣求其質(zhì)量分?jǐn)?shù)呢?
。弁瑢W(xué)們對上式推導(dǎo)后得出]
。郯鍟荩=
。弁队埃堇2.已知75mL2mol·L-1NaOH溶液的質(zhì)量為80克,計(jì)算溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
。鄯治觯菰谝阎芤嘿|(zhì)量的情況下,要求溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)還須算出溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量,依題意,
我們可進(jìn)行如下計(jì)算:
解:75mL2mol·L-1NaOH溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量為:
n=c(NaOH)·V[NaOH·(aq)]=2mol·L-1×0.075L=0.15mol
m(NaOH)=n(NaOH)·M(NaOH)=0.15mol×40g·mol-1=6g
w(NaOH)=×100%=×100%=7.5%
答:溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.5%。
。劢處煟莞鶕(jù)以上的計(jì)算,請同學(xué)們找出下列各量之間的關(guān)系。
。郯鍟
溶質(zhì)的質(zhì)量溶質(zhì)的物質(zhì)的量
溶液的質(zhì)量溶液的體積
。蹖W(xué)生們完成上述關(guān)系后]
。圻^渡]在實(shí)際生產(chǎn)中,對一定物質(zhì)的量濃度的濃溶液,還往往需要稀釋后才能使用。如噴灑農(nóng)藥時(shí),須把市售農(nóng)藥稀釋到一定濃度才能施用,實(shí)驗(yàn)室所用一定濃度的稀H2SO4也均由濃H2SO4稀釋而來,這就需要我們掌握有關(guān)溶液稀釋的計(jì)算。
。郯鍟萑⒂嘘P(guān)溶液稀釋的計(jì)算
[設(shè)問]溶液在稀釋前后,遵循什么樣的規(guī)律呢?請同學(xué)們根據(jù)初中學(xué)過的一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液稀釋時(shí)所遵循的規(guī)則來分析稀釋一定物質(zhì)的量濃度的溶液所遵循的規(guī)律。
。鄞蠹宜伎,學(xué)生回答]
。劢處熆偨Y(jié)]稀釋濃溶液時(shí),溶液的體積要發(fā)生變化,但溶質(zhì)的量(質(zhì)量或物質(zhì)的量)均不變。為此,在用一定物質(zhì)的量濃度的濃溶液配制稀溶液時(shí),我們常用下面的式子來進(jìn)行有關(guān)計(jì)算:
。郯鍟輈(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)
。弁队埃堇3.配制250mL1mol·L-1的HCl溶液,需要12mol·L-1HCl溶液的體積是多少?
[分析]本題可依據(jù)上式進(jìn)行計(jì)算
解:設(shè)配制250mL(V1)·1mol·L-1(c1)HCl溶液,需要12mol·L-1(c2)HCl溶液的體積為V2
c1·V1=c2·V2
V2==0.021L=21mL
答:配制250mL1mol·L-1的HCl溶液,需要12mol·L-1HCl溶液21mL。
。坌〗Y(jié)]表示溶液組成的溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間可通過一定的關(guān)系進(jìn)行換算。解有關(guān)溶液稀釋的問題,遵循的原則是:稀釋前后溶質(zhì)的量不變。
。郯鍟O(shè)計(jì)]二、溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的換算
三、有關(guān)溶液稀釋的計(jì)算
c(濃)·V(濃)=c(稀)·V(稀)
。鄄贾米鳂I(yè)]重溫實(shí)驗(yàn)基本操作中“容量瓶的使用”的內(nèi)容,并預(yù)習(xí)下節(jié)課。
[教學(xué)說明]有關(guān)物質(zhì)的量濃度的計(jì)算,由于涉及概念較多,一般學(xué)生,特別是思考和分析問題能力較差的學(xué)生,要熟練掌握這些內(nèi)容是有困難的,這需要在以后的學(xué)習(xí)中進(jìn)行多次相關(guān)的訓(xùn)練才能切實(shí)掌握。
知識的歸納、整理是常用的科學(xué)方法。學(xué)生只有知道知識的來龍去脈,參與有關(guān)知識網(wǎng)、包括公式等的整理工作,克服單純的模仿和套用公式的毛病,才能真正掌握它。讓學(xué)生參與其中,有利于發(fā)展和提高他們的思維能力、分析問題和解決問題的能力。
★第三課時(shí)
。蹚(fù)習(xí)]在實(shí)際生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中,固體往往要配成溶液才能使用,濃溶液也常常須稀釋到一定濃度才能滿足需要,有關(guān)溶液的配制在初中我們就已學(xué)習(xí)過,即一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液的配制,請大家回憶有關(guān)知識后,思考并回答以下問題。
[投影]配制200g5%的NaCl溶液,需要哪些實(shí)驗(yàn)用品和進(jìn)行什么樣的操作?
。蹖W(xué)生考慮并回答]
[投影列出答案]
。蹆x器]天平(含濾紙)、藥匙、玻璃棒、小燒杯、量筒、膠頭滴管
步驟:1.計(jì)算,2.稱量,3.溶解。
[導(dǎo)入]物質(zhì)的量濃度和溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一樣,也是用來表示溶液組成的。如果我們要配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,所需容器和步驟是否和配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液一樣呢?這就是我們本節(jié)課所要解決的問題。
。郯鍟菟摹⑴渲埔欢ㄎ镔|(zhì)的量濃度的溶液
。劢處煟菹旅,我們以配制500mL1mol·L-1的Na2CO3溶液為例來分析配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液所需的儀器和步驟。
[講解]溶液是由溶質(zhì)和溶劑組成的,要配制一定濃度的溶液,首先需要算出溶質(zhì)和溶液的量。此題需要的原料是Na2CO3和水。
。壅埻瑢W(xué)們計(jì)算出所用Na2CO3的質(zhì)量]
m(Na2CO3)=n(Na2CO3)·M(Na2CO3)=c(Na2CO3)·V[Na2CO3(aq)]·M(Na2CO3)
=0.1mol·L-1×0.5L×106g·mol-1=5.3g
。郯鍟菖渲撇襟E:1.計(jì)算
。墼O(shè)問]我們用什么儀器來取用5.3g的Na2CO3呢?
。蹖W(xué)生回答]
[板書]儀器
1.天平(含濾紙)2.藥匙
。墼O(shè)問]所需溶質(zhì)的質(zhì)量有了,那么,所需溶劑即水的量呢?我們能否算出它的質(zhì)量或體積呢?
。蹖W(xué)生思考并討論]
。劢處煟蒿@然,我們根據(jù)題中條件無法算出水的量。即我們不能通過用一定量的水和Na2CO3混合來配出所需的Na2CO3溶液。那么,是不是就沒有其他辦法了呢?
。劢處煟菡故500mL的容量瓶
。劢處煟葸@種儀器可以幫助我們達(dá)到目的。請大家回憶實(shí)驗(yàn)基本操作中容量瓶的使用方法。
。弁队埃萑萘科康氖褂
1.容量瓶的體積固定,有不同規(guī)格(100mL、250mL、500mL、1000mL等)。
2.使用前須檢驗(yàn)容量瓶是否漏水。
3.溶液溫度與容量瓶上標(biāo)定溫度一致時(shí),所取液體的體積最標(biāo)準(zhǔn)。
4.溶液液面接近刻度線1cm~2cm時(shí),須用膠頭滴管加水至刻度線。
[教師]下面,老師演示配制溶液的過程,大家請注意觀察我所用到的儀器和操作步驟。
。劢處熝菔荆
。劢處熀蛯W(xué)生一同總結(jié)出以下的內(nèi)容并板書]
。郯鍟菖渲撇襟E
2.稱量,3.溶解,4.移液,5.洗滌,6.定容,7.搖勻。
。蹆x器]3.容量瓶,4.燒杯,5.玻璃棒,6.膠頭滴管。
。劢處煟菰谑煜ち伺渲撇襟E和所用儀器后,請大家思考回答下列問題。
。弁队埃1.為什么要用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁?
2.為什么要將洗滌后的溶液注入到容量瓶中?
3.為什么不直接在容量瓶中溶解固體?
(大多數(shù)物質(zhì)溶解時(shí)都會(huì)伴隨著吸熱或放熱過程的發(fā)生,引起溫度升降,從而影響到溶液體積)
4.轉(zhuǎn)移溶液時(shí),玻棒為何必須靠在容量瓶刻度線下?
5.為什么要輕輕振蕩容量瓶,使容量瓶中的溶液充分混合?
。圻^渡]以上我們分析了在配制過程中需注意的問題。若在配制操作中有以下行為,將會(huì)對配制結(jié)果造成什么樣的影響呢?
[投影]1.稱量時(shí),物體與砝碼的位置顛倒。
2.容量瓶內(nèi)壁存有水珠。
3.定容時(shí)仰視讀數(shù)。
4.未用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁。
5.溶質(zhì)溶解后,沒有恢復(fù)至室溫轉(zhuǎn)移。
6.用量筒量取液體時(shí),俯視讀數(shù),使所讀溶液體積偏小。
7.天平的砝碼沾有其他物質(zhì)或已生銹。
。劭偨Y(jié)]分析誤差時(shí),要根據(jù)c=圍繞操作行為對n與V的影響來分析。
。鬯伎季毩(xí)題]若用98%的濃H2SO4(ρ=1.84g·cm-3)配制1000mL物質(zhì)的量濃度為0.1mol·
L-1的溶液,需怎樣配制?
。圩⒁猓茛儆(jì)算濃H2SO4的體積V
②濃H2SO4的正確稀釋方法③向容量瓶中轉(zhuǎn)移溶液時(shí),要待溶液冷卻后再進(jìn)行
。坌〗Y(jié)]配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,最主要的儀器是容量瓶,其配制步驟與所需儀器與配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液是不同的。
[板書設(shè)計(jì)]四、配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液
配制步驟:1.計(jì)算,2.稱量,3.溶解,4.移液,5.洗滌,6.定容,7.搖勻。
所用儀器:1.天平,2.濾紙,3.藥匙,4.容量瓶,5.燒杯,6.玻璃棒,7.膠頭滴管。
。劢虒W(xué)說明]配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,是高中階段最重要的實(shí)驗(yàn)之一,除了要掌握正確的配制步驟及儀器的使用方法外,還要能準(zhǔn)確地分析實(shí)驗(yàn)誤差,以利于學(xué)生思維能力及分析問題能力的提高。
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