“物質(zhì)的量的單位——摩爾”教學(xué)設(shè)計

高春紅

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識與技能

（1）初步理解物質(zhì)的量及其單位——摩爾，懂得阿伏加德羅常數(shù)的含義。

（2）知道物質(zhì)的量是一個“堆量”，幫助學(xué)生理解摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積的含義。

（3）了解物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)之間的關(guān)系及物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系。

2.過程與方法

通過對物質(zhì)的量的概念的理解，體會定量研究方法對學(xué)習(xí)化學(xué)的重要作用。

3.情感、態(tài)度與價值觀

通過對概念的透徹理解，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

【教學(xué)重點】

物質(zhì)的量及其單位——摩爾的概念。

【教學(xué)難點】

理解物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量的含義。

【教學(xué)方法】

運用生活實例建立起用個數(shù)的集體與單位的聯(lián)系，運用比喻、演繹推理等方法將抽象知識形象化。

【教學(xué)過程】

一、導(dǎo)入新課

化學(xué)家的困惑：微觀上，化學(xué)反應(yīng)是按微粒個數(shù)進行的，但微觀粒子既看不見又摸不著、且無法稱量，怎么辦？宏觀上，物質(zhì)是可以量取的，如質(zhì)量、體積等，而且化學(xué)反應(yīng)在進行時還符合一定的宏觀計量關(guān)系。那么，物質(zhì)的宏觀計量與其微粒個數(shù)之間有什么內(nèi)在聯(lián)系呢？

【設(shè)問】C+O2■CO2這個化學(xué)方程式表示的意義是什么？

【分析】可以表示為：1個碳原子和1個氧氣分子反應(yīng)生成1個二氧化碳分子；12 g碳原子和32 g氧氣分子反應(yīng)生成44 g二氧化碳分子。

我們知道，在實驗室可以稱取12 g的碳和32 g的氧氣反應(yīng)，而無法只取1個碳原子和1個氧分子反應(yīng)，那么12 g碳中含有多少個碳原子呢？

二、推進新課

【引入】“勤快的售貨員”的故事：相鄰的兩個五金店都在賣同質(zhì)、同價、各種型號的軸承鋼珠，但兩個售貨員的工作態(tài)度可不一樣：一個總想著如何享受生活，而另一個卻總為明天做著準(zhǔn)備。勤快的售貨員閑暇時就把鋼珠分門別類、每100個數(shù)好裝袋，現(xiàn)在每種他都已數(shù)好了11袋。這時第一筆生意來了！“這種小號的鋼珠我要1000個，誰能最快地數(shù)給我，我就買誰的！”

【投影】生意1（1000）策略1：數(shù)個數(shù)。

第二筆生意接踵而至！“這種小號的鋼珠我要1000個，誰能最快地數(shù)給我，我就買誰的！”

【投影】生意2（1000）策略2：稱質(zhì)量。

生意逼人！第三筆來了！

第二筆生意還在進行，另一個售貨員能不能贏得這筆生意，就看他有沒有智慧。

【投影】生意3（1000）策略3：量體積。

【分析】售貨員的智慧對化學(xué)家的啟示：

智慧1：變零為整（10袋），啟示1：“一個微?！弊兂伞耙欢盐⒘！保ǘ蚜浚?。

智慧2：變個數(shù)為質(zhì)量（a斤），啟示2：“這一堆微粒的質(zhì)量”（堆質(zhì)量）。

智慧3：變個數(shù)為體積（b升），啟示3：“這一堆微粒的體積”（堆體積）。

【思考】要解決化學(xué)家的困惑，目前遇到的核心問題是什么？

【回答】這一堆微粒里到底含有多少微粒？

【追問】我們希望這一堆微粒里的粒子數(shù)，與其質(zhì)量有什么關(guān)系？

【分析】我來做聰明的化學(xué)家：

1個氫原子的質(zhì)量為1.67×10-27 kg；1個氧原子的質(zhì)量為2.657×10-26 kg；

1個碳12原子的質(zhì)量為1.993×10-26 kg；

【計算】16 g氧中所含的原子個數(shù)？12 g碳12中所含的原子個數(shù)？

【回答】6.02×1023，是常數(shù)。

【講解】

1.物質(zhì)的量（n）（“堆量”）

是表示物質(zhì)所含微粒多少的一個物理量。

單位為摩爾（希臘文原意為：堆量），簡稱摩，符號mol。

12 g碳12中所含的原子個數(shù)（N）稱為阿伏加德羅常數(shù)（NA），數(shù)值為6.02×1023。

1 mol任何微觀粒子都含有阿伏加德羅常數(shù)個微粒。

微粒是指：原子、分子、離子、原子團、電子、質(zhì)子、中子等。

2.摩爾質(zhì)量（M）（“堆質(zhì)量”）

單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量（m），單位為g·mol-1。

1 mol任何粒子或物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位時，其數(shù)值都與該粒子的相對原子質(zhì)量或相對分子質(zhì)量相等。

3.氣體摩爾體積（Vm）（“堆體積”）

在一定溫度和壓強下，單位物質(zhì)的量的氣體（V）所占有的體積，單位為L·mol-1。

標(biāo)準(zhǔn)狀況下（0 ℃、101 kPa），氣體摩爾體積約為22.4 L·mol-1。

【資料】1 mol物質(zhì)的質(zhì)量和體積到底有多大？

【分析】對“化學(xué)家的困惑”的回應(yīng)：

C+O2■CO2

從微觀粒子角度：1個碳原子、1個氧分子、1個二氧化碳分子

擴大6.02×1023倍：6.02×1023個C、6.02×1023個O2、6.02×1023個CO2

從物質(zhì)的量角度：1mol C、1mol O2、1mol CO2

從宏觀質(zhì)量角度：12 g C、32 g O2、44g CO2

【過渡】物質(zhì)的量：宏觀、微觀的橋梁。

【思考】1mol CO2分子可以表示哪些宏觀含義？

【回答】表示：6.02×1023個CO2分子（1NA個CO2分子）；44g CO2；標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4L CO2。

【練習(xí)】0.5mol CO2分子可以表示哪些宏觀含義？

【課后作業(yè)】我是未來的化學(xué)家！

微粒個數(shù)、阿伏加德羅常數(shù)、物質(zhì)的量、物質(zhì)質(zhì)量、氣體體積間的關(guān)系。假如知道其中任一個量，你能求出其他量嗎？

參考文獻：

[1]占小紅.中學(xué)生“物質(zhì)的量”概念系統(tǒng)認(rèn)知發(fā)展研究[D].華東師范大學(xué)，2006.

[2]方婷，王祖浩.國內(nèi)外關(guān)于“物質(zhì)的量”概念的研究及啟示[J].化學(xué)教育，2008（5）.