第1单元 物质的量
一、学习目标
1.认识物质的量及其单位——摩尔的含义,初步学会定量的研究方法。
2.理解物质的量、物质的粒子数、物质的质量、摩尔质量之间的联系,能根据它们之间的关系进行简单的计算。
3.理解用化学方程式表示反应物和生成物之间物质的量的关系,体会定量研究的方法对研究和学习化学的作用。
二、教学重点及难点
物质的量及相关概念。
三、设计思路
本课时主要介绍物质的量及其单位和摩尔质量。物质的量这个词对学生来说比较陌生、抽象、难懂,因此,使学生正确地理解物质的量这一概念,是学生学好这一节知识的前提条件之一。
本节课通过启发、对比等教学方法,让学生从我们熟悉的知识来理解物质的量、摩尔、摩尔质量等概念,从而达到突出重点,突破难点的教学目的。
另外,在进行物质的量及摩尔的教学时,强调“物质的量”这个物理量只适用于微观粒子,使用摩尔作单位时,所指粒子必须十分明确。在进行关于摩尔质量的计算教学时,还应强调解题格式的规范化,因为规范化的解题格式有助于学生对概念的理解和巩固。
点燃
四、教学过程
[导入] 化学方程式H2 + Cl2 ==== 2HCl的含义有哪些?
物质的转化:氢气和氯气在点燃条件下生成氯化氢。
微观粒子的数目:一个氢分子和一个氯分子结合生成两个氯化氢分子。
质量关系:每2g氢气和71g氯气反应生成73g氯化氢。
根据微观粒子数目关系和质量关系,我们能得出怎样的结论?2g氢气和71g氯气含有相同数目的分子。这个数目是多少呢?由于这些微观粒子的质量都很小,这个数字很大,经测定约为6.02×1023个,科学家将其称为阿伏加德罗常数,符号为NA,表示为6.02×1023 mol-1。
如此庞大的数字使用和计算都不是非常方便,因此科学家将6.02×1023个微粒作为一个集合体,称为1 mol。这样就将分子、原子、离子等我们肉眼看不见的粒子,与客观存在、具有一定质量的物质联系起来。
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[练习]
1 mol H2约含 氢分子。
1 mol H约含 个氢原子。
1 mol SO42-约含 个硫酸根离子。
从上面的练习可知,摩尔是一个单位,可以用来衡量物质所含粒子数的多少。克是质量的单位,米是长度的单位,那么摩尔是什么物理量的单位呢?这个物理量叫做“物质的量”,就像长度可用来表示物体的长短,温度可表示物体的冷热程度一样,物质的量是用来表示物质所含一定数目粒子集合体的多少,
一、物质的量
1.物质的量是一个物理量,符号为 n,单位为摩尔(mol)。
2.1 mol粒子的数目是0.012 kg 12C中所含的碳原子数目,约为6.02×1023个。
3.1 mol粒子的数目又叫阿伏加德罗常数,符号为NA,单位mol-1。
物质的量只规定了所含粒子数目的多少,但并没规定粒子种类,所以,使用摩尔时应注明所指粒子是哪种。
练习:判断正误,说明理由。
A. 1 mol氢 × 没有指出是分子、原子或离子
B. 1 molCO2 √
C. 1 mol小米 × 小米不是微观粒子
4.使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等。
练习:根据摩尔的有关知识,进行计算。
(1) 1.204×1024个H2含多少 摩尔氢分子?
(2) 5 mol O2中有多少个氧分子?
(3) NA个水分子的物质的量是多少?
教师引导学生总结得出:粒子数目、阿伏加德罗常数、物质的量三者的关系为:
5. N=n·NA
练习:
(1)0.5 mol H2O中含有 个水分子。
(2)2 mol H2O中含有 个水分子, 个氢原子。
(3)1 mol H2SO4中含有 个H2SO4分子, 个硫酸根离子。
(4)1 mol HCl溶于水,水中存在的溶质粒子是什么?它们的物质的量各是多少?
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(5)1个水分子中有 个电子,1 mol H2O中呢?
二、摩尔质量
1.定义:1 mol任何物质的质量,称为该物质的摩尔质量。用符号M表示,常用单位为g·mol-1
[问题解决1]
参考下列解题方式,完成下列计算:
(1)9.8 g H2SO4的物质的量 。(0.1 mol)
(2)10.6 g Na2CO3的物质的量 。(0.1 mol)
(3)0.25 mol CaCO3的质量 。(25 g)
(4)2.0 mol H2O的质量 。(36 g)
[问题解决2]
根据上述计算,归纳物质的量(n)与物质的质量(m)、物质的摩尔质量(M)之间的关系 。
2.数学表达式:
[问题解决3]写出下列反应的化学方程式,并说明反应中反应物和生成物的物质的量的关系。
(1)氢氧化钠和硫酸的反应。 ;
(2)氧化铁在高温下与一氧化碳的反应。 ;
(3)氯酸钾(KClO3)加热分解生成氧气和氯化钾的反应。 ;
(4)过氧化氢(H2O2)分解成氧气和水的反应。 ;
[例题]483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+和SO42-的物质的量各是多少?所含H2O分子的数目是多少?
[解]Na2SO4·10H2O的相对分子质量为322,摩尔质量为322 g·mol-1。
则Na+的物质的量为3.00mol,SO42-的物质的量为1.50mol,H2O的物质的量为15.0mol。
答:483 g Na2SO4·10H2O中所含的Na+的物质的量为3.00 mol ,SO42-
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的物质的量为1.50mol,H2O分子的数目约为9.03×1024。
[小结]物质的量是一个基本物理量,单位为摩尔,它表示含有一定数目的粒子集体,1 mol物质含有阿伏加德罗常数个粒子。物质的量这一物理量可以把微观粒子和宏观质量联系起来:N=n·NA= NA·m/M。
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