【教案】物质的量 普通高中化学教科书化学必修第一册第一章第三节（鲁科版）:最新消息

物质的量

课型：新授课

课时：共计2课时（90min）

(资料图片)

教学目标

1. 认识物质的量的概念、含义，知道宏观物体由微观粒子组成，能够利用物质的量将宏观物体与微观粒子联系在一起，发展宏观辨识与微观探析的核心素养。

2. 通过对微观粒子与物质宏观量之间联系的研究，掌握摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义并运用其与宏观量的关系，进行简单的计算，发展变化观念与平衡思想的核心素养。

3. 通过配制一定物质的量浓度的溶液实验，体验容量瓶仪器的使用方法，发展科学探究与创新意识的核心素养。

教材分析

本课时内容位于鲁科版普通高中教科书化学必修一第一章第三节，本节内容主要介绍了物质的量以及用法。教材以水为例，通过宏观物质中含有的微观粒子数目引出物质的量的概念、含义、单位，并给出物质的量、微观粒子数目、阿伏伽德罗常数的关系，以资料的形式补充了基本物理量。这里需要注意阿伏伽德罗常数的含义。物质的量作为贯穿整个高中化学的工具，教师一定要让学生清晰的认识到应用物质的量的原因以及其联系微观与宏观的重要作用，还要让学生知道物质的量可以应用的基本单元。在介绍物质的量后，教材给出了物质的量应用于宏观物体的具体实例，即摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度。关于摩尔质量，教材是采用了分析数据的方法，从数据中总结规律，这里我认为可以从相对原子质量入手，进而推导出摩尔质量、质量、物质的量的关系。关于气体摩尔气体，从气体体积的决定因素入手，给出气体摩尔体积的定义与含义，推出气体摩尔体积、气体体积、物质的量的关系，补充说明标准状况。关于物质的量浓度，教材以“配制一定物质的量浓度的溶液”这一活动为引，进而给出表示溶液组成的物质的量浓度，这里的重点是配制溶液的实验，容量瓶的使用以及实验过程的注意事项需要学生掌握。本节内容共分为两课时，教师要帮助学生构建以物质的量为中心内容的知识架构，从一个新的视角认识化学反应，并能够在理解公式的基础上进行计算。

学生分析

学学生对于物质宏观性质以及原子微观结构有基本的认识，但是仅仅从某一个层面进行的研究比较片面，学生无法找到宏观性质与微观粒子之间的联系。为此，要着重强调物质的量的工具性作用，让学生认识到微观粒子数目庞大，研究困难，引导学生思考将一定数量的微观粒子定义为一个整体单位，引入物质的量概念，运用物质的量联系微观粒子数目与物质的宏观性质。由于本节内容更多的是概念类的知识，内容本身相对枯燥，却又需要学生的逻辑思维，故设计课堂结构时要多留给学生自己思考、动手的时间，让学生通过参与实验自行发现实验的注意事项。由于学生对实验的接触还比较少，实验设计的严谨性虽然能够考量，但还不能深入思考操作的底层原因，在实验环节，要引导学生思考各个实验操作的目的以及结果。物质的量是化学学习过程中定性转向定量的节点，学生学习此节时很容易混淆概念之间的关系，故在介绍完概念后可以辅以简单的练习，巩固知识的同时提升学生学习化学的信心。

教学重难点

教学重点：

1. 认识物质的量、阿伏伽德罗常数的含义，知道其适用的基本单元。

2. 掌握物质的摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度的含义，能够联立物质的量进行简单的计算。

3. 体会配制一定物质的量浓度的溶液，掌握容量瓶的使用方法、实验的注意事项、实验事故的处理方法，能够独立利用固体物质配制溶液或者完成浓溶液稀释。

教学难点：

建立以物质的量为桥梁的“微观粒子-物质的量-宏观物质”思维结构，并能够运用物质的量进行简单的计算。

教学媒体

黑板、电子白板

教学流程

第一课时

同学们，我们上一节学习了研究物质性质的方法与程序，同学们现在也能够自己简单设计实验研究某物质性质。对于物质，一般用质量、体积等物理量来计量物质的多少和大小，而物质是由大量微观粒子构成的，决定物质性质的正是这些微观粒子。在化学反应中，物质之间的反应是按照一定的比例进行，微观粒子亦如此，因此在科学研究中弄清楚一定质量或一定体积的物质含有多少微观粒子，可以给实验研究提供极大的便利。

展示PPT，内容为一滴水中含有的水分子数目。

组成物质的微观粒子数目是非常非常庞大的，为了让你们有一个清楚的认知，我举一个例子。水，日常生活中不可缺少的物质，我们知道水是由水分子组成。一滴水，肉眼看来非常小，但就是这样一滴小小的水，却含有十七万亿亿水分子，这是什么概念呢，我们世界上的人口约有80亿，以一秒一滴的速度去数，需要整整六千七百多年才能数完，这还仅仅是一滴水所含有的水分子数目，如果在研究过程中要取一定量的水，用数微粒数目的方法根本无法实现。所以说，需要一种科学而又方便的计量手段来表示物质包含的微粒数。请同学们思考，找到解决方法。

学生们思考。

这里我提醒一下，同学们可以联系一下生活中同样是数量很多、自身却很小的物品。比如说我现在要计量一车大米包含的米粒数目，我们可以将其以一定重量装在相同大小的袋子里，数出一袋大米的米粒数，乘以袋数，是不是就是所有米粒数？这样做的确会有误差，但是由于米粒数目很多，可以忽略不计，更重要的是，这种做法极大地减少了工作量。同样，我们是不是也可以将这种规定一定数量为一个独立整体的堆量思想带到微观粒子中，只要将一定数量的微粒定义为一个堆，数出这一堆中的微粒数目，乘以堆的个数，不就得到了所有微粒的数目了吗？

展示PPT，内容为物质的量、阿伏伽德罗常数。

科学家于是在研究中定义了物质的量，它是表示物质所具有微粒数目的物理量，通过物质的量可以将物质的宏观量与微观粒子数目联系在一起。物质的量的单位是摩尔，简称摩，1mol包含6.002*10^(23)个基本单元，而将6.002*10^(23)mol^(-1)称为阿伏伽德罗常数，符号是NA，阿伏伽德罗常数不是一个纯数，它是有单位的，我希望同学们记住这一个数值，以后会经常用到。这里有几个注意的点，基本单元指的是微观粒子或微观粒子的组合，而微观粒子又有哪些呢，分子、原子、电子、离子、质子、质子等等。请同学们尝试着完成下面的填空。感受那些单元可以用物质的量来表示。

展示PPT，内容为关于物质的量与微粒数目的填空。

学生完成任务并回答。

嗯，同学们回答得很正确，从题目中不难发现，我们可以通过物质的量定量认识物质的组成，比如说1mol水分子含有2mol氢原子与1mol氧原子。还要注意的是，阿伏伽德罗常数即1mol微粒所含的微粒数，它和微粒数、物质的量之间的关系可用该式表示。

展示PPT，内容为n=N/NA

可以说，运用阿伏伽德罗常数可以实现微粒数目与物质的量之间的转算，以其为标准，可以衡量微粒集体所含的微粒数多少。请同学们完成下面的计算。

学生完成任务。

这里再补充一个小知识，物质的量是七个基本物理量之一，基本物理量同学们可以了解一下。

展示PPT，内容为七个基本物理量及其含义。

同学们简单了解即可。在了解物质的量这一物理量后，要知道组成物质的微粒数，需要我们测量出物质的宏观量，但是物质的量是怎样将微粒数目与体积、质量这些计量物质数量的宏观量联系起来的呢？微观粒子数目与宏观量之间有又怎样的关系呢？我们通过具体数据进行分析。

展示PPT，内容为1mol不同物质的质量与体积。

请同学们仔细观察比较，你能从这些数据中提炼出哪些信息呢？提醒一下，为了使我们的结果更准确全面，分析数据时除了横向比较还要纵向比较。

学生完成任务并回答。

从图中数据我们发现，在物质的质量方面，1mol物质的质量在数值上等于它的相对原子质量或相对分子质量，质量之比等于相对质量之比。这个很好理解，请同学们回忆相对原子质量和相对分子质量的概念，相对原子质量是以一个碳十二原子质量的1/12为标准，它可以表示原子、分子的相对质量大小，而1mol物质包含的微粒数目是一样的，1mol物质的质量就相当于1mol微粒的微粒数乘以它的相对质量，故相对质量之比就是质量之比。这里将单位物质的量的物质所具有的质量叫作摩尔质量，符号为M，单位为g·mol^(-1)。根据定义和单位，它与质量、物质的量之间存在这样的关系。

展示PPT，内容为M=m/n

根据这个式子，可以进行物质的质量与物质的量之间的关系，三个量知道其中两个就可以求出另一个未知量，请同学们完成以下问题。

展示PPT，内容为摩尔质量的简单计算。

继续分析数据，在体积方面，在相同的温度以及压强下，组成不同的气体具有相同的体积。按道理，组成不同气体的微粒具有不同的大小，当微粒数相同时，气体体积不同，而现实情况是物质的量相同的气体具有相同的体积，这是为什么呢？这是因为决定气体体积的因素非常特殊。

展示PPT，内容为固液气三状态的微观粒子组成。

决定物质体积的因素包括微粒的数目、微粒本身的大小、微粒之间的距离。对于固体和液体，组成它们的微粒排列的很紧密，决定固体和液体体积的就是微观粒子的数目以及微粒本身的大小。而对于气体，分子间的平均距离比分子直径大得多，分子本身的直径可以忽略不计，因此决定气体体积的就是微粒的数目以及微粒之间的距离。而微粒的距离又受到温度和压强的影响，温度越高，压强越小，微粒的距离越大，气体体积越大。若我们限定温度、压强、微粒数目三者相同，那么气体就会具有相同的体积。

展示PPT，内容为气体摩尔体积的定义、公式。

我们把一定温度和压强下，单位物质的量的气体所占有的体积叫作气体摩尔体积，符号为Vm，单位为L·mol^(-1)。根据定义，它与气体体积、物质的量之间的关系满足这个公式。在实际研究过程中，人们为了研究方便设置了一个标准的环境，即标准状况。在标准状况，即温度为零摄氏度，压强为101千帕的条件下，气体的摩尔体积约为22.4摩尔每升。需要注意的是，在应用这个公式时，一定要限定相同的压强与温度，在相同的外部条件下进行气体体积与气体的物质的量之间的换算。请同学们完成下面的问题。

展示PPT，内容为涉及到气体摩尔体积的判断题与计算题。

学生完成任务。

好，我们做一个简单的总结，这节课我们主要学习了物质的量的概念以及含义，学会了将微粒数目与物质宏观量通过物质的量联系起来，其实就是三个公式，同学们不要混淆各个概念之间的关系，注意气体摩尔体积应用时要限定相同的温度与压强。课后回去认真整理笔记，完成XXX。

第二课时

同学们，上节课我们主要学习了物质的量，物质的量是一个表示物质所含微粒数目多少的物理量，1mol物质组成它的微粒数目为6.02*10^(23),微粒数目、物质的量、阿伏伽德罗常数的关系可以表示为公式（1），物质的量可以将物质宏观量与微观粒子数目联系在一起，物质的质量、物质的量、摩尔质量可以表示为公式（2），对于气体，气体摩尔体积、气体体积、物质的量的关系可以表示为公式（3），但是要注意的是需要限定温度和压强，在标准状况下，气体摩尔体积为22.4升每摩尔。物质的量除了计量对物质的质量、气体的摩尔体积，还可以表示溶液的组成。我们曾经学习过用溶质的质量分数来表示溶液的组成，但是在实际应用过程中，取用液体物质更多地是量取液体的体积，为此可以定义一种新的表示溶液组成的物理量，测量溶液体积就可计算出溶液中溶质的量有多少，那么这种物理量如何定义又如何使用呢？我们通过一个实验来感受一下。

展示PPT，内容为配制一定物质的量浓度的溶液，实验目的。

这是实验名称和实验目的，根据实验目的，请同学们思考，配制该溶液需要哪几个步骤？

学生思考并完成任务。

嗯，配制溶液第一步是要计算出我们所需要的溶质的量并称取，根据我们的公式（2），氯化钠的相对摩尔质量、物质的量是已知的，因此可以计算得出氯化钠的质量。这里为什么不计算所需溶剂的量呢，按照要求我直接量取0.1升的蒸馏水不可以吗？很好，有同学提到了，我们最终得到的是0.1L的溶液，而非溶剂，如果你量取0.1L的蒸馏水配成溶液后体积是会变化的，哪怕氯化钠的量再少，溶液的体积也不是我们的目标值。这里可以理解吧？好，计算结束后就是称量氯化钠的质量，这里选用仪器托盘天平，托盘天平的使用细节我就不重复了，注意考虑称量物质的性质。称量完溶质质量后，就是溶解进行配置，既然用量筒量取溶剂这一方法行不通，那么如何才能配置一定体积的溶液呢，有没有同学可以想个方法解决这个问题。

学生回答问题。

嗯，有同学提到可以直接将氯化钠加到量筒里，加水到一定体积，这样做其实是错误的，首先，化学仪器只能用来实现特定操作，比如说量筒，只能用于量取液体体积，而不能用于化学反应容器与溶解容器，另外，量筒的精确度并不是特别高。所以，就需要具有特定容积的容器，它就是容量瓶。

展示手中的容器

这是四种不同规格大小的容量瓶，我以这个500ml的容量瓶为例，同学们观察，容量瓶是一个细颈、平底的玻璃仪器，瓶上标有温度、容积，在瓶颈这里，有一条刻度线，这些数值是什么意思呢？在所标注的温度下，当瓶内液体的凹液面与该刻度线相切时，液体体积与标注的体积相同，对于这个瓶子就是500ml,如果要实现本实验目的配制0.1L的溶液，就要选择100ml的容量瓶。

现在我们有容量瓶来配制溶液，接下来就是溶解操作了，怎么溶解呢，我这里有两种方案，第一种是将氯化钠全部加到容量瓶中，加水溶解，第二种是先用少量水溶解氯化钠，再将其转移到容量瓶中，向容量瓶中加水至刻度线，你们觉得选用哪种比较好？

学生回答问题。

看起来第一种步骤简单，操作便利，是更好的选择，但是这种方法忽略了一个问题，溶质在溶解过程中会产生热量的变化，热量的变化会影响溶液的体积导致误差产生，尽管这种误差很小但是为了实验的严谨性，应该选择第二种方案。确定溶解方案后，问题又来了，溶解过程需要什么仪器，溶解完后又该怎样转移才能确保溶质全部转移至容量瓶中呢？

学生思考并回答。

嗯，溶解的话在一个干净的烧杯中进行就行，加入适量蒸馏水用玻璃棒搅拌至固体溶解，将溶液转移至容量瓶中，由于瓶颈很窄，直接倒不好到，可以用玻璃棒引流。这部分溶液转移完毕后，烧杯内壁和玻璃棒上还残留一些，可以用少量蒸馏水清洗，并将清洗液也转移至容量瓶中，重复三次即可。转移完毕后，就需要继续加水至刻度线，操作一般是用烧杯或量筒向容量瓶中加水，这样比较快，当液面快要到刻度线时，换用胶头滴管来加水直至液面底部与刻度线相切停止加水。将瓶塞盖上，摇晃瓶身，使得溶液混合均匀，这里要注意操作，两只手，一只手托住瓶底，另一只手握住瓶颈，拇指抵住瓶塞，上下颠倒瓶身数次，这样就可以使溶液混合均匀了。到这里，溶液就配制完了，还需要完成最后一个步骤，就是装瓶贴标签。氯化钠性质比较稳定，转到无色的试剂瓶即可，标签上写上溶液的组成，同学们看一下桌面上的标签纸，一块标签分为两部分，上方写的是溶质的化学式，而下方写的就是表示溶液组成的物理量。

展示PPT，内容为物质的量浓度。

本实验中，我们配置了体积为0.1L的溶液，溶剂为水，溶质为氯化钠，溶质的物质的量为0.4mol，这里我们用单位体积溶液所含物质的量来表示溶液组成，即物质的量浓度，可以用公式cB=nB/V表示，单位是摩尔每升。和上节课讲的摩尔质量、气体摩尔体积一样，根据这个式子可以进行溶质的物质的量与溶液体积之间的换算，请同学们完成下面的计算。

学生完成任务。

嗯，同学们解答的很正确。下面给同学们10分钟，前后四人为一小组，根据这节课讲的配制一定物质的量浓度实验操作，自行完成任务。

学生合作完成任务，教师走动观察解答学生疑惑。

好，同学们已经完成这个实验，体会了实验程序后，对物质的量浓度也有新的认识。而对于实验本身，还有这么几个需要注意的地方，请同学们完成下面的问题。

展示PPT，内容为配制一定物质的量浓度的溶液的注意事项。

题目涉及以下几点：

称量时氯化钠洒出了、砝码生锈、溶解时溶液洒出、没有清洗玻璃棒和烧杯、转移时溶液洒出、定容时水加多了、摇匀后液面下降如何处理等等。

学生完成任务，教师进行讲解，这类问题可以从公式入手，以上这些操作会导致公式中的哪些量发生变化，进而推出物质的量浓度怎么变化。

在这个实验中，我们是利用固体物质进行配置，但是，现实情况中会遇到用某物质的量浓度的溶液稀释为另一物质的量浓度的情况，这又该怎么处理呢？请同学们思考后完成下面的问题。

展示PPT，内容为浓溶液稀释为一定体积稀溶液的情境。

学生完成任务

提醒一下，浓溶液稀释为稀溶液的过程中，哪种物质的量没有发生变化，溶质的量没有发生变化，而浓溶液的物质的量浓度以及体积是已知的，溶质的物质的量可以求，n溶质=c浓V浓，稀溶液也满足这个条件，n溶质=c稀V稀，那我们根据溶质的量相同这一等量关系，可以列出这样一个式子，c浓V浓=c稀V稀，未知量只有稀溶液的体积，稀溶液体积求出来加溶剂多少也可以求出来了。沿着这个思路，同学们把问题自己完善一下。

展示PPT，内容为以物质的量为中心的微观-宏观图。

最后做一个总结，这节课重点学习了物质的量浓度这一表示溶液组成的物理量，公式表示为cB=nB/V，进行了配制一定物质的量浓度的溶液实验，注意容量瓶的用法以及实验的注意事项。物质的量是化学研究的重要工具，它不仅仅将微粒数目与宏观量联系在一起，还给我们提供了一个新的认识物质和化学反应的视角，这一点我们下节课进行深入学习，回去之后整理笔记，将《物质的量-计算》这张卷子完成。

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