高中化學物質的量教學設計

邀請函時間：2021-08-31 手機版

高中化學物質的量教學設計

　　教學目標：

　　①掌握物質的量的概念及阿伏加德羅常數的意義。

　　②掌握摩爾質量、氣體摩爾體積、物質質量及其相互換算。

　　③理解阿伏加德羅定律及其推論，掌握溶解度的計算。

　　教學重點：

　　阿伏加德羅定律及其推論、配制一定物質的量濃度溶液的方法

　　教學難點：

　　溶解度、物質的量濃度、質量分數的換算

　　教學方法：

　　分析引導法、講練結合

　　教學過程：

　　第一課時

　　基礎知識精析

　　一、基本概念

　　1.物質的量：物質的量是表示物質所含微粒數多少的物理量。符號：n；單位：mol。

　　2.摩爾：摩爾是物質的量的單位，每摩爾物質含有阿伏加德羅常數個粒子。

　　【注意】：在理解概念時，不能按字面理解成物質的質量或物質的數量是多少，它是一個專用名詞，而簡稱摩，符號為mol。“物質的量”僅由于構成物質的微粒種類很多，用“物質的量”來表示物質時，必須指明微粒的名稱，如1mol氫原子、1mol氫分子、1mol氫離子，也可用化學式表示為lmolH、l mol H2、1 mol H+等。此外，“物質的量”還可用來表示某些結構微粒的特定組合，如由Na+與Cl-按1：l特定組合構成的NaCI晶體，可表示為1molNaCl。

　　【思考】1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子總數相同嗎？

　　答案：不相同，因為NaCl是離子化合物，組成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共價化合物，組成微粒是HCl分子。

　　3、阿伏加德羅常數：12g 12C中所含碳原子數為阿伏加德羅常數(其近似值為6.02×1023加載中...)。符號：NA；單位：mol—

　　【思考】阿伏加德羅常數(NA)與6.02×1023完全相同嗎？

　　答案：不相同；原因是NA是指1 mol 任何粒子的粒子數，即12 g12C中含有的原子數，是一個真實值，而6.02×1023是一個實驗值，是阿伏加德羅常數的近似值。

　　【說明】：阿伏加德羅常數和原子量標準均為人為規定的，如果它們發生改變，則原子量、分子量、摩爾質量、氣體摩爾體積、物質的量濃度等均發生改變；但是，質量、微粒數目、密度、體積等客觀因素卻不會改變。

　　【討論】：假設12C的原子量為24，以24克12C所含有的碳原子數為阿伏加德羅常數。下列數據肯定不變的是：

　　①氧氣的溶解度 ②44克CO2的體積 ③氣體摩爾體積 ④摩爾質量 ⑤相對分子質量 ⑥阿伏加德羅常數 ⑦物質的量 ⑧氣體的密度 ⑨物質的量濃度 ⑩質量分數

　　答案：①、②、⑧、⑩。

　　4.摩爾質量：單位物質的量的物質具有的質量叫做該物質的摩爾質量。符號：M；單位：g/mol

　　5.氣體摩爾體積：在一定條件下，單位物質的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積。符號：Vm；單位：L／mol。

　　①標準狀況下的氣體摩爾體積：22.4L／mol。

　　②決定物質體積的因素：粒子數目、粒子大小、粒子間距。

　　【思考】標準狀況下，1 mol氣體的體積是22.4 L，如果當1 mol氣體的體積是22.4 L時，一定是標準狀況嗎？

　　答案：不一定；因氣體的體積與溫度、壓強和氣體的分子數有關，標準狀況下，22.4 L氣體的物質的量為1 mol。

　　6.物質的量濃度：

　　以單位體積的溶液中所含溶質B的物質的量來表示的溶液的濃度叫做溶質B的物質的量濃度。符號：c(B)；單位：mol·L-。

　　【注意】：

　　①要用溶液的體積，單位是升，而不是溶劑的體積。

　　②溶質一定要用“物質的量”來表示。如給出的已知條件是溶質的質量或氣體的體積(標準狀況下)或微粒數，應根據有關公式換算為“物質的量”。

　　③帶有結晶水的物質作為溶質時，其“物質的量”的計算，用帶有結晶水物質的質量除以帶有結晶水物質的摩爾質量即可。

　　④同一溶液，無論取出多大體積，其各種濃度(物質的量濃度、溶質的質量分數、離子濃度)均不變。

　　二、基本關系

　　1.物質的量與離子數目： n=加載中...

　　2.物質的量與質量： n=加載中...

　　3.物質的量與氣體體積： n=加載中...

　　4.物質的量濃度： c(B)=加載中...

　　5.混合氣體的平均式量： M(平均)＝加載中...

　　6.氣體密度與式量： M=p×Vm (注意：密度的單位為g·L－1,多用于標準狀況下的計算。)

　　三、基本規律

　　1.摩爾質量與式量關系規律：

　　1摩爾任何物質的質量都是以克為單位，在數值上等于其式量。

　　2.阿伏加德羅定律：

　　(1)定律：在相同的溫度和壓強下，相同體積任何氣體都含有相同數目的分子。

　　【注意】：①使用范圍：氣體；②使用條件：相同的溫度和壓強。

　　(2)重要推論：

　　①同溫同壓下，任何氣體的體積之比都等于物質的量之比。

　　加載中...=加載中...

　　②同溫同容下，任何氣體的壓強之比等于物質的量之比。

　　加載中...=加載中...

　　③同溫同壓下，氣體的密度之比等于其式量之比。

　　加載中...＝加載中...

　　※ 理想氣體狀態方程：加載中...=加載中...；克拉伯龍方程：加載中...＝加載中...

　　3.物質反應的計算規律：

　　①參加反應的各物質的物質的量之比等于其在化學方程式中計量系數之比。

　　②在同溫同壓下，參加反應的氣體的體積之比等于其在化學方程式中計量系數之比。

　　【方法與技巧】

　　一、阿伏加德羅常數應用的六個陷阱

　　題組一氣體摩爾體積的適用條件及物質的聚集狀態

　　1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)2.24 L CO2中含有的原子數為0.3NA (×)

　　(2)常溫下11.2 L甲烷氣體含有的甲烷分子數為0.5NA (×)

　　(3)標準狀況下，22.4 L己烷中含共價鍵數目為19NA (×)

　　(4)常溫常壓下，22.4 L氯氣與足量鎂粉充分反應，轉移的電子數為2NA (×) (20xx·新課標全國卷，9D)

　　題組二物質的量或質量與狀況

　　2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)常溫常壓下，3.2 g O2所含的原子數為0.2NA (√)

　　(2)標準狀況下，18 g H2O所含的氧原子數目為NA (√)

　　(3)常溫常壓下，92 g NO2和N2O4的混合氣體中含有的原子總數為6NA (√)(20xx·新課標全國卷，9C)

　　題組三物質的微觀結構

　　3．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)4.5 g SiO2晶體中含有的硅氧鍵的數目為0.3NA (√)

　　(2)30 g甲醛中含共用電子對總數為4NA (√)

　　(3)標準狀況下，22.4 L氦氣與22.4 L氟氣所含原子數均為2NA (×)

　　(4)18 g D2O所含的`電子數為10NA (×)

　　(5)1 mol Na2O2固體中含離子總數為4NA (×)

　　(6)12 g金剛石中含有的共價鍵數為2NA (√)

　　(7)12 g石墨中含有的共價鍵數為1.5NA (√)

　　(8)31 g白磷中含有的共價鍵數為1.5NA (√)

　　題組四電解質溶液中，粒子數目的判斷

　　4．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)0.1 L 3.0 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH的數目為0.3 NA (×)

　　(2)等體積、等物質的量濃度的NaCl，KCl溶液中，陰、陽離子數目之和均為2NA (×)

　　(3)0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中，陽離子的數目之和為0.2NA (×)

　　(4)25 ℃、pH＝13的1.0 L Ba(OH)2溶液中含有的OH－數目為0.2NA (×)

　　題組五阿伏加德羅常數的應用與“隱含反應”

　　5．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定條件下充分反應后，混合物的分子數為2NA (×)

　　(2)標準狀況下，22.4 L NO2氣體中所含分子數目為NA (×)

　　(3)100 g 17%的氨水，溶液中含有的NH3分子數為NA (×)

　　(4)標準狀況下，0.1 mol Cl2溶于水，轉移的電子數目為0.1NA (×)

　　題組六氧化還原反應中電子轉移數目的判斷

　　6．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”

　　(1)5.6 g鐵粉與硝酸反應失去的電子數一定為0.3NA (×)

　　(2)0.1molZn與含0.1molHCl的鹽酸充分反應，轉移的電子數目為0.2NA (×)

　　(3)1 mol Na與足量O2反應，生成Na2O和Na2O2的混合物，轉移的電子數為NA (√)

　　(4)1 mol Na2O2與足量CO2充分反應轉移的電子數為2NA (×)

　　(5)向FeI2溶液中通入適量Cl2，當有1 mol Fe2＋被氧化時，共轉移的電子的數目為NA (×)

　　(6)1 mol Cl2參加反應轉移電子數一定為2NA (×)

　　【突破陷阱】

　　1．只給出物質的體積，而不指明物質的狀態，或者標準狀況下物質的狀態不為氣體，所以求解時，一要看是否為標準狀況下，不為標準狀況無法直接用22.4 L·mol－1(標準狀況下氣體的摩爾體積)求n；二要看物質在標準狀況下是否為氣態，若不為氣態也無法由標準狀況下氣體的摩爾體積求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作為命題的干擾因素迷惑學生。

　　2．給出非標準狀況下氣體的物質的量或質量，干擾學生正確判斷，誤以為無法求解物質所含的粒子數，實質上，此時物質所含的粒子數與溫度、壓強等外界條件無關。

　　3．此類題型要求同學們對物質的微觀構成要非常熟悉，弄清楚微粒中相關粒子數(質子數、中子數、電子數)及離子數、電荷數、化學鍵之間的關系。常涉及稀有氣體He、Ne等單原子分子，Cl2、N2、O2、H2等雙原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物質。

　　4．突破此類題目的陷阱，關鍵在于審題：

　　(1)是否有弱離子的水解。

　　(2)是否指明了溶液的體積。

　　(3)所給條件是否與電解質的組成有關，如pH＝1的H2SO4溶液c(H＋)＝0.1 mol·L－1，與電解質的組成無關；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，與電解質的組成有關。

　　5．解決此類題目的關鍵是注意一些“隱含的可逆反應反應”，如：

　　(1)2SO2＋O2催化劑△2SO3 2NO2??N2O4

　　N2＋3H2高溫、高壓催化劑2NH3

　　(2)Cl2＋H2O??HCl＋HClO

　　(3)NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－

　　6．氧化還原反應中轉移電子數目的判斷是一類典型的“陷阱”，突破“陷阱”的關鍵是：