《物质的量》的教学设计
2021-10-18 22:21:46 17
本节内容概念多，理论性强，教学难度较大。本文尝试以三个 W 的处理为理念设计课堂教学。具体来说，三个 W 就是 What （什么）——物质的量、摩尔、阿伏加德罗常数是什么？ How （怎样）——物质的量与微观粒子数及阿伏加德罗常数之间的关系是怎样的？ Why （为何）——为什么要引入物质的量这个概念？在使用摩尔时，为什么必须指明粒子的种类？ 【新课引入】以前一章刚刚学习的金属钠与水反应的化学方程式为分析对象，引出微观与宏观的对立关系： 2Na ＋ 2H2O==2NaOH ＋ H2 ↑ 该反应式可以表示 ⑴ 2 个 Na 原子可与 2 个 H2O 分子发生反应…… (2 个 Na 原子或 2 个 H2O 分子皆不可见、不可称——微观领域 ) ⑵ 46 ｇ Na 与 36 ｇ H2O 恰好完全反应 …… （ 46 ｇ Na 或 36 ｇ H2O 皆既可见又可称——宏观领域） 【问题推出】一个方面，化学反应是在粒子的层面发生的；另一方面，人们研究化学反应需要在可见可称的条件下定量进行。如何将不可见不可称的粒子（如分子、原子等）与可见可称的宏观物质联系起来呢？（微观粒子——宏观物质） 【教师点拨】微观粒子因体积小而不可见、质量小而不可称。若集合一定数量 ( 不妨设为 N 个 ) 的微粒以增大体积和质量，则能达到既可见又可称的目的。那么， N 该为多少才合适呢？ 【学生讨论】每小组点派一个学生发言。 〖设计意图〗摆出矛盾，激发参与。同时让学生懂得新概念的诞生源于科学研究或解决问题的需要。 【教师讲解】同学们的见解并不统一。实际上，在第十四届国际计量大会上已经解决了这个问题，这里的 N 被规定为“ 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数”，并决定用摩尔作为计量微观粒子的“物质的量”的单位，即 1 摩尔粒子为“ 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数”。 【学生活动】已知 12 C 的质量为 1 ． 9927 × 10 － 26 ㎏，试计算 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数。（由两名学生上台演算） 【教师讲解】为了表彰意大利物理学家阿伏加德罗，人们特将这个数称阿伏加德罗常数，符号为 NA （板书）。刚才，大家通过计算得到了 6 ． 02 × 1023 这个近似值。 〖设计意图〗通过亲笔运算，加深对 6 ． 02 × 1023 这个数字的印象。 【指导填表】师生共同完成。（板书） 物理量 表示符号 单位名称 单位符号 单位基准 长度 l 米 m 光在真空中于 1 ／ 299792458s 所行路程 质量 m 千克 Kg 国际千克原器的质量 时间 t 秒 s 铯最外层电子绕核运转 9192631770 次所用时间 电流 I 安培 A 热力学温度 T 开尔文 K 物质的量 n 摩尔 mol 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数 发光强度 I 坎德拉 cd 〖设计意图〗明确物质的量与摩尔是物理量与单位间的关系， 【练习讲评】① 5molO2 约含有＿＿＿个氧分子，＿＿＿个氧原子；或含有＿＿ NAO2 ，＿＿ NAO 。 ② 3 ． 01 × 1024 个 H2O 分子的物质的量是＿＿ mol ； ③ N 个水分子的物质的量是＿＿ mol ； 【指导推理】物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数（符号为 N ）间的关系：（板书） n ＝ N ／ NA
〖设计意图〗由学生在练习中自我发现规律，消除对化学公式的神秘感，增强探究学习的自信心。 【学生活动】试比较以下各项的异同 ① 6 ． 02 × 1023 ，② 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数，③阿伏加德罗常数 NA ，④ 1 摩尔粒子的粒子数 【教师讲解】数字 6 ． 02 × 1023 虽然明了 , 但不准确。“ 0 ． 012 ㎏ 12 C 中所含有的碳原子数”或“阿伏加德罗常数”看似表意模糊，实则 “精确”。阿伏加德罗常数 NA 与 6 ． 02 × 1023 的关系如同与 3 ． 14 的关系。
〖设计意图〗感悟化学中精确与模糊的关系，明确阿伏加德罗常数的意涵。 【问题设计】 1molO2 表示的是： A ．氧气的质量 B ．氧气的数量 C ．氧气的物质量 D ．氧气的物质的量 E ．氧气的量 【教师讲解】“物质的量”是一个专用名词，不能拆开。（板书） 〖设计意图〗让学生明白“物质的量”四个字是一个整体，是一个物理量的名称。 【问题设计】 1mol 氢约含＿＿＿个氢原子。 【教师讲解】大家的答案有分歧。关于“ 1mol 氢”中的氢，有的同学理解为氢分子，有的同学理解为氢原子。这种表达容易产生分歧，题目中的表示是错误的。因此，（板书）在使用摩尔表示物质的量时，应该用化学式指明粒子的种类。如 2mol Na ，１ molH ＋ 等 . 【问题设计】 1mol 稻谷约含＿＿＿颗谷粒。 【教师讲解】 6 ． 02 × 1023 颗稻谷是什么概念呢？假如说有 6 ． 02 × 1023 颗稻谷，将它平均分给 12 亿中国人，每人可得约 1400 万吨。可见，将摩尔用于宏观物质，没有意义。实际上，物质的量这个概念是源于微观粒子的计量不便而产生，因此它也只适用于微观领域。（板书）摩尔是微观粒子的计量单位，它所量度的对象是构成物质的基本粒子或它们的特定组合。如 1mole － ， 1 ．５ molSO42 ＋ 等。 〖设计意图〗通过两道故设的错题，让学生明确使用摩尔应注意的事项，并理解其中的原因，使知识的获得顺乎自然。 【巩固练习】 1 ．正误判断：① 0 ． 5 ｍ olCO2 ② 1mol 氯 ③ 2molCuSO4 ④ 0 ． 1mol 人 2 ．计算：① 3 ． 01 × 1023 个 H 的物质的量； ② 2molH2O 中的 H2O 分子数； 3 ．填空： 1 ．５ molH3PO4 分子中有＿＿ molH ，＿＿个 P ，＿＿ NAO 。 龙维健 , 男 ,1990 年从教，中学化学高级教师 , 华中师大本科学历 , 湖北省化学学会会员 , 各级各类获奖及发表论文十余篇。 E-mail ： hbjmlwj@sohu ． com Tel ： 13469762627
