高中化学物质的量教学设计

时间：2021-08-31

高中化学物质的量教学设计

　　教学目标：

　　①掌握物质的量的概念及阿伏加德罗常数的意义。

　　②掌握摩尔质量、气体摩尔体积、物质质量及其相互换算。

　　③理解阿伏加德罗定律及其推论，掌握溶解度的计算。

　　教学重点：

　　阿伏加德罗定律及其推论、配制一定物质的量浓度溶液的方法

　　教学难点：

　　溶解度、物质的量浓度、质量分数的换算

　　教学方法：

　　分析引导法、讲练结合

　　教学过程：

　　第一课时

　　基础知识精析

　　一、基本概念

　　1.物质的量：物质的量是表示物质所含微粒数多少的物理量。符号：n；单位：mol。

　　2.摩尔：摩尔是物质的量的单位，每摩尔物质含有阿伏加德罗常数个粒子。

　　【注意】：在理解概念时，不能按字面理解成物质的质量或物质的数量是多少，它是一个专用名词，而简称摩，符号为mol。“物质的量”仅由于构成物质的微粒种类很多，用“物质的量”来表示物质时，必须指明微粒的名称，如1mol氢原子、1mol氢分子、1mol氢离子，也可用化学式表示为lmolH、l mol H2、1 mol H+等。此外，“物质的量”还可用来表示某些结构微粒的特定组合，如由Na+与Cl-按1：l特定组合构成的NaCI晶体，可表示为1molNaCl。

　　【思考】1 mol NaCl和1 mol HCl所含的粒子总数相同吗？

　　答案：不相同，因为NaCl是离子化合物，组成微粒是Na＋和Cl－，而HCl是共价化合物，组成微粒是HCl分子。

　　3、阿伏加德罗常数：12g 12C中所含碳原子数为阿伏加德罗常数(其近似值为6.02×1023加载中...)。符号：NA；单位：mol—

　　【思考】阿伏加德罗常数(NA)与6.02×1023完全相同吗？

　　答案：不相同；原因是NA是指1 mol 任何粒子的粒子数，即12 g12C中含有的原子数，是一个真实值，而6.02×1023是一个实验值，是阿伏加德罗常数的近似值。

　　【说明】：阿伏加德罗常数和原子量标准均为人为规定的，如果它们发生改变，则原子量、分子量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等均发生改变；但是，质量、微粒数目、密度、体积等客观因素却不会改变。

　　【讨论】：假设12C的原子量为24，以24克12C所含有的碳原子数为阿伏加德罗常数。下列数据肯定不变的是：

　　①氧气的溶解度 ②44克CO2的体积 ③气体摩尔体积 ④摩尔质量 ⑤相对分子质量 ⑥阿伏加德罗常数 ⑦物质的量 ⑧气体的密度 ⑨物质的量浓度 ⑩质量分数

　　答案：①、②、⑧、⑩。

　　4.摩尔质量：单位物质的量的物质具有的质量叫做该物质的摩尔质量。符号：M；单位：g/mol

　　5.气体摩尔体积：在一定条件下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。符号：Vm；单位：L／mol。

　　①标准状况下的气体摩尔体积：22.4L／mol。

　　②决定物质体积的因素：粒子数目、粒子大小、粒子间距。

　　【思考】标准状况下，1 mol气体的体积是22.4 L，如果当1 mol气体的体积是22.4 L时，一定是标准状况吗？

　　答案：不一定；因气体的体积与温度、压强和气体的分子数有关，标准状况下，22.4 L气体的物质的量为1 mol。

　　6.物质的量浓度：

　　以单位体积的溶液中所含溶质B的物质的量来表示的溶液的浓度叫做溶质B的物质的量浓度。符号：c(B)；单位：mol·L-。

　　【注意】：

　　①要用溶液的体积，单位是升，而不是溶剂的体积。

　　②溶质一定要用“物质的量”来表示。如给出的已知条件是溶质的质量或气体的体积(标准状况下)或微粒数，应根据有关公式换算为“物质的量”。

　　③带有结晶水的物质作为溶质时，其“物质的量”的计算，用带有结晶水物质的质量除以带有结晶水物质的摩尔质量即可。

　　④同一溶液，无论取出多大体积，其各种浓度(物质的量浓度、溶质的质量分数、离子浓度)均不变。

　　二、基本关系

　　1.物质的量与离子数目： n=加载中...

　　2.物质的量与质量： n=加载中...

　　3.物质的量与气体体积： n=加载中...

　　4.物质的量浓度： c(B)=加载中...

　　5.混合气体的平均式量： M(平均)＝加载中...

　　6.气体密度与式量： M=p×Vm (注意：密度的单位为g·L－1,多用于标准状况下的计算。)

　　三、基本规律

　　1.摩尔质量与式量关系规律：

　　1摩尔任何物质的质量都是以克为单位，在数值上等于其式量。

　　2.阿伏加德罗定律：

　　(1)定律：在相同的温度和压强下，相同体积任何气体都含有相同数目的分子。

　　【注意】：①使用范围：气体；②使用条件：相同的温度和压强。

　　(2)重要推论：

　　①同温同压下，任何气体的体积之比都等于物质的量之比。

　　加载中...=加载中...

　　②同温同容下，任何气体的压强之比等于物质的量之比。

　　加载中...=加载中...

　　③同温同压下，气体的密度之比等于其式量之比。

　　加载中...＝加载中...

　　※ 理想气体状态方程：加载中...=加载中...；克拉伯龙方程：加载中...＝加载中...

　　3.物质反应的计算规律：

　　①参加反应的各物质的物质的量之比等于其在化学方程式中计量系数之比。

　　②在同温同压下，参加反应的气体的体积之比等于其在化学方程式中计量系数之比。

　　【方法与技巧】

　　一、阿伏加德罗常数应用的六个陷阱

　　题组一气体摩尔体积的适用条件及物质的聚集状态

　　1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)2.24 L CO2中含有的原子数为0.3NA (×)

　　(2)常温下11.2 L甲烷气体含有的甲烷分子数为0.5NA (×)

　　(3)标准状况下，22.4 L己烷中含共价键数目为19NA (×)

　　(4)常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA (×) (20xx·新课标全国卷，9D)

　　题组二物质的量或质量与状况

　　2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)常温常压下，3.2 g O2所含的原子数为0.2NA (√)

　　(2)标准状况下，18 g H2O所含的氧原子数目为NA (√)

　　(3)常温常压下，92 g NO2和N2O4的混合气体中含有的原子总数为6NA (√)(20xx·新课标全国卷，9C)

　　题组三物质的微观结构

　　3．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键的数目为0.3NA (√)

　　(2)30 g甲醛中含共用电子对总数为4NA (√)

　　(3)标准状况下，22.4 L氦气与22.4 L氟气所含原子数均为2NA (×)

　　(4)18 g D2O所含的`电子数为10NA (×)

　　(5)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA (×)

　　(6)12 g金刚石中含有的共价键数为2NA (√)

　　(7)12 g石墨中含有的共价键数为1.5NA (√)

　　(8)31 g白磷中含有的共价键数为1.5NA (√)

　　题组四电解质溶液中，粒子数目的判断

　　4．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)0.1 L 3.0 mol·L－1的NH4NO3溶液中含有的NH的数目为0.3 NA (×)

　　(2)等体积、等物质的量浓度的NaCl，KCl溶液中，阴、阳离子数目之和均为2NA (×)

　　(3)0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中，阳离子的数目之和为0.2NA (×)

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

　　题组五阿伏加德罗常数的应用与“隐含反应”

　　5．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应后，混合物的分子数为2NA (×)

　　(2)标准状况下，22.4 L NO2气体中所含分子数目为NA (×)

　　(3)100 g 17%的氨水，溶液中含有的NH3分子数为NA (×)

　　(4)标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA (×)

　　题组六氧化还原反应中电子转移数目的判断

　　6．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

　　(1)5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3NA (×)

　　(2)0.1molZn与含0.1molHCl的盐酸充分反应，转移的电子数目为0.2NA (×)

　　(3)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，转移的电子数为NA (√)

　　(4)1 mol Na2O2与足量CO2充分反应转移的电子数为2NA (×)

　　(5)向FeI2溶液中通入适量Cl2，当有1 mol Fe2＋被氧化时，共转移的电子的数目为NA (×)

　　(6)1 mol Cl2参加反应转移电子数一定为2NA (×)

　　【突破陷阱】

　　1．只给出物质的体积，而不指明物质的状态，或者标准状况下物质的状态不为气体，所以求解时，一要看是否为标准状况下，不为标准状况无法直接用22.4 L·mol－1(标准状况下气体的摩尔体积)求n；二要看物质在标准状况下是否为气态，若不为气态也无法由标准状况下气体的摩尔体积求得n，如CCl4、水、液溴、SO3、己烷、苯等常作为命题的干扰因素迷惑学生。

　　2．给出非标准状况下气体的物质的量或质量，干扰学生正确判断，误以为无法求解物质所含的粒子数，实质上，此时物质所含的粒子数与温度、压强等外界条件无关。

　　3．此类题型要求同学们对物质的微观构成要非常熟悉，弄清楚微粒中相关粒子数(质子数、中子数、电子数)及离子数、电荷数、化学键之间的关系。常涉及稀有气体He、Ne等单原子分子，Cl2、N2、O2、H2等双原子分子，及O3、P4、18O2、D2O、Na2O2、CH4、CO2等特殊物质。

　　4．突破此类题目的陷阱，关键在于审题：

　　(1)是否有弱离子的水解。

　　(2)是否指明了溶液的体积。

　　(3)所给条件是否与电解质的组成有关，如pH＝1的H2SO4溶液c(H＋)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成无关；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，与电解质的组成有关。

　　5．解决此类题目的关键是注意一些“隐含的可逆反应反应”，如：

　　(1)2SO2＋O2催化剂△2SO3 2NO2??N2O4

　　N2＋3H2高温、高压催化剂2NH3

　　(2)Cl2＋H2O??HCl＋HClO

　　(3)NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－

　　6．氧化还原反应中转移电子数目的判断是一类典型的“陷阱”，突破“陷阱”的关键是：