資源簡介

“化學計量在實驗中的應用” 教學實錄及反思
“化學計量在實驗中的應用”是人教版《普通高中課程標準實驗教科書·化學1》（必修）第一章第二節(jié)的內容。筆者在教學時根據新課程標準的要求及自己對這節(jié)教材的理解將教學內容分成3課時。第1課時介紹物質的量的單位（摩爾）及摩爾質量，第2課時幫助學生了解氣體摩爾體積和物質的量濃度的概念，第3課時引導學生探究物質的量在化學實驗中的應用。
第1課時
一、新課引入
師：今天我們一起學習第二節(jié)“化學計量在實驗中的應用”。（板書課題）
師：（出示化學課本）假設這本書中每張紙的厚度相等，你如何測知其中一張紙的厚度？
生：……
師：請同學們分別選擇一種方法進行測量。（學生認真測量）
師：哪種方法在現有實驗條件下最具有可操作性？
生：……
師：如何通過實驗方法粗略測知一個原子或分子的質量？現有一杯水，能否知道其中含多少水分子？
生：……
師：如果你們知道18 g水中水分子的個數，你能推算出哪些結果？
生1：算出一個水分子的質量。
生2：稱出這杯水的質量后，算出這杯水中水分子的個數。
師：為此，國際科學界引進了“物質的量”這樣一個物理量（n），將一定數目的原子、離子或分子等微觀粒子與可稱量的物質聯系了起來。物質的量的單位為摩爾（mol），簡稱為摩。
【學生活動】閱讀教材中“資料卡片”欄目。
【板書】
一、物質的量（n）的單位──摩爾（mol）
（反思：以宏觀與微觀的區(qū)別引入新課，從日常生活出發(fā)，力求使課本內容貼近學生、貼近生活，激發(fā)了學生的學習興趣，讓學生感知“物質的量”，理解“摩爾”引入的重要性。）
二、了解“物質的量”和“摩爾”
師：物質的量是一個表示含有一定數目粒子集體的物理量。（板書）
（反思：新教材中沒有“物質的量”的概念，教學時引入該概念的初衷是幫助學生進一步理解“摩爾”，可實際效果是提高了學習要求，有一半的學生反映此概念記不住，也沒搞清楚什么是“物質的量”。課后討論時筆者將它表達成“物質的量是一種表示物質所含微粒數多少的物理量”，學生普遍認同。）
師：用多少粒子作為一個集體最為合適呢？請根據下表提供的數據計算、歸納得出你的結論。
【投影】
【活動1】分四個小組，各組計算一個數值。交流計算結果：都是6.02×1023。
【活動2】進行猜想。
生：以6.02×1023作為一個集體。
師：用“6.02×1023作為一個集體”的優(yōu)點是什么呢？
生：……
師：（教師引導學生互評那些不太規(guī)范的答案。）大量實驗證明，約6.02×1023個粒子的質量在以克為單位時，數值上等于該粒子的相對原子質量或相對分子質量。
【活動3】閱讀課文第一部分（最后一段除外）。要求將自己認為是新知識的內容寫到黑板上。（每人限寫一點，后面的學生可對前面學生寫的內容進行補充和修改，但不允許重復。）
生1：含有6.02×1023個粒子集體計量為1 mol。
生2：含有6.02×1023個粒子的任何粒子集體計量為1 mol。
生3：1 mol任何粒子所含粒子數約為6.02×1023個。
生4：6.02×1023 mol-1叫做阿伏加德羅常數，用NA表示。
（反思：新教材在此處有意識地淡化了對“阿伏加德羅常數”的教學。并沒有強調6.02×1023 mol-1并不是“阿伏加德羅常數”，只是“阿伏加德羅常數”的一個近似值。這種處理，有利于突出重點，分散難點。）
生5：粒子集體可以是原子、分子、離子或原子團，也可以是電子、質子、中子等。
師：（指出注意事項）使用摩爾作為單位時，所指粒子必須十分明確，且粒子的種類要用化學式表示。例如，1 mol Fe、1 mol O2、1 mol Na+、1 mol 、2 mol H2O。
（反思：這樣做培養(yǎng)了學生的閱讀能力。盡管黑板上的板書有些零亂也不全面，但由于學生積極主動參與，教學效果較好。）
師：請計算1 mol稻子的質量。（假設稻子的大小相等。已知：一粒稻子的質量為0.020 1 g ）
生：……
師：粒子集體不可以是宏觀物體。
【活動4】填表（投影）。
【歸納】歸納得出公式： N=n·NA。
【練習】5 mol H2SO4中含有的分子總數是多少？原子總數是多少？氧原子總數是多少？
（反思：這4個活動的安排，層次清晰，遵循了學生的認知規(guī)律，充分地體現了自主探究的原則，通過計算和歸納訓練學生的邏輯思維能力，讓學生體驗科學探究的過程，強化科學探究的意識；教師不過多地限制，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、合作精神和實踐能力。欠缺的是為了引出“摩爾質量”，要求學生換算物質的量和物質的質量難度較大。）
【活動5】閱讀教材，了解摩爾質量。要求學生比較“摩爾質量”“物質的質量”“相對分子質量或相對原子質量”。
師：（板書）摩爾質量（M）是單位物質的量的物質所具有的質量，常用單位為g/mol。
【歸納】舉例、歸納，得出公式：m=n·M
【練習】教材“學與問”欄目。
三、思考與交流
【活動6】學生在小組內互相提問，強化2個關系式的應用，教師巡視、指導、答疑。
四、鞏固提高
1.下列各物質中，含氧原子個數最多的是（　　）。
A.1 mol KClO3 B.0.5 mol H3PO4
C.32 g O2 D.3.01×1023個CO2
2.Cl2、HCl、O2、CO2各5 g，按其所含分子數目由多到少的順序排列是：__________。
3.下列說法是否正確，若不正確，請加以改正。
（1）水的摩爾質量是18 g。
（2）1 分子硫酸的質量是98 g。
（3）1 mol 氮的質量為28 g。
（4）摩爾是7 個基本物理量之一。
（5）1 mol物質中含有6.02×1023個微粒。
（反思：本節(jié)課讓學生在簡單的計算過程中學習化學概念，體驗類比、遷移的學習方法，使學生步步有進展，時時有成功，提高學生學習的自信心和成就感，幫助學生形成化學學習的自我動力機制，促使其基本素質的提高。）
第2課時
一、新課引入
【實物展示】
師：同學們發(fā)現了什么？
生：……
【活動1】通過計算填寫下頁表。（投影）
溫度0 ℃、壓強101 kPa
師：同學們又發(fā)現了什么？
生：……
（反思：課文中直接引入了氣體摩爾體積的概念，學生只能通過記憶完成學習任務。筆者這樣安排讓學生體驗了發(fā)現問題、分析問題、解決問題的探究性學習過程。）
二、了解“氣體摩爾體積”
師：為什么在溫度0 ℃、壓強101 kPa時，1 mol氣態(tài)物質的體積相同，均為22.4 L呢？
【投影】固體、液體、氣體分子距離示意圖：
師：通常狀況下，1 mol水的體積為18 mL。當將水加熱到100 ℃時，水蒸氣的體積為3.06×104 mL，約是通常狀況時的1 700倍。
生：（討論）對于1 mol氣體，粒子間距較大，決定物質體積大小的主要因素是粒子間的距離。（補充板書）而不同氣體在一定溫度和壓強下，分子間的距離可以看作是相等的，所以1 mol任何氣體的體積基本相同。結論：相同條件下，1 mol 氣體的體積主要決定于分子間的距離。
（反思：決定1 mol物質體積大小的因素主要有兩個方面：粒子半徑和粒子間距離。讓學生分析不同情況下哪一種因素占主導地位，有意識地培養(yǎng)學生的辯證唯物主義觀點，充分體現了化學課的人文內涵，發(fā)揮化學課對培養(yǎng)學生人文精神的積極作用。）
師：我們將這個體積稱為氣體的摩爾體積。
（板書：二、氣體的摩爾體積）
師：請同學們回憶摩爾質量的概念，給氣體摩爾體積下個定義。
生：……
師：請閱讀課文，對所下定義進行討論評價。
【活動2】閱讀課文，小組討論、交流，選代表上黑板進行板書。（要求不重復）
生：……
師： 氣體的體積受溫度、壓強的影響很大，因此，說到氣體的體積時，必須指明外界條件，否則就沒有意義。
師：（介紹“標準狀況”，要求學生記住“標準狀況下氣體的摩爾體積為22.4 L/mol”并板書。）
師：（出示標準狀況時的氣體摩爾體積等比例模型。）
【歸納】氣體體積V= n·Vm
（反思：適當的補充給有潛能的學生拓寬了選擇空間，培養(yǎng)了他們的興趣愛好，給學生自主選擇學習化學課程模塊提供幫助。對每一個知識點不一定都要講細、講透，關鍵是研究如何更好地讓學生了解獲得知識的方法。由摩爾質量的概念類推氣體摩爾體積的概念，由一般的氣體摩爾體積推出特殊的標準狀況下的氣體摩爾體積，就是在不斷引導學生進行自主學習、探究學習和合作學習，形成終身學習的意識和能力。）
三、思考與交流
1.標準狀況下2.2 g CO2的體積是多少？
2.標準狀況下10 g氫氣的體積是多少升？6.72 L二氧化碳氣體的質量為多少克？
3.現有3.4 g H2S和0.1 mol HBr氣體。
（1）不同條件下，哪種氣體中分子數較多？
（2）相同條件下，哪種氣體該用較大的容器裝？
（3）不同條件下，哪種氣體質量大？大多少？
（反思：此環(huán)節(jié)加深了學生對概念的理解，但加重了學生的學習負擔，欲速則不達，以后在適當的時候進行點撥可以事半而功倍。建議在今后教學中應不受學案及課外練習的影響，認真實施新課標，切實減輕學生的負擔。）
師：濃度一般是指溶質與溶液之間的量的關系。初中學過的溶質的質量分數是通過溶質與溶液的質量關系來表示溶液的組成。
師：如何配制100 g 20%的NaCl溶液？如何從該溶液中取出含0.1 mol NaCl的溶液？
生：……
師：顯然過程較為繁瑣，由此可見溶質的質量分數在實際使用時有很多不便之處。對于溶液，量取體積要比稱量質量更容易操作。能不能通過量取一定體積的溶液就知道其中含有多少摩爾溶質呢？為此我們要引入一個新的表示溶液濃度的物理量。
【活動3】自主探究：如何設置一個物理量，使溶質的物質的量和溶液的體積聯系起來？
（反思：讓學生增進對科學探究的理解，知道化學科學與生產、生活以及科技的發(fā)展有著密切的聯系，為了使用方便，經常要根據科學實驗和生產實際的需要，設置物理量。幫助學生開闊思路，綜合運用化學及其學科的知識解決有關問題。）
四、了解“物質的量濃度”
【板書】三、物質的量濃度
師：我們使用物質的量濃度這個物理量來表示單位體積溶液里所含溶質的物質的量。
（學生小組討論交流，并與溶質的質量分數進行對比。）
（學生閱讀有關物質的量濃度的概念及其表示方法、單位的內容。教師強調公式中的體積V是溶液的體積而非溶劑的體積。
【板書】物質的量濃度（cB）：單位體積溶液中所含溶質B的物質的量。（又叫B的物質的量濃度）
公式：cB=nB / V，單位通常是用mol/L表示。
五、思考與交流
（每小組一題，其他組的學生為評委，學生間相互點評。）
1.1 mol/L NaOH溶液的含義是什么？
2.將0.5 mol NaOH配成2 L溶液，該溶液的物質的量濃度是多少？
3.100 mL 1 mol/L NaOH溶液中，NaOH的物質的量是多少？從該溶液中傾倒出20 mL，此20 mL NaOH溶液的物質的量濃度還是1 mol/L嗎？為什么？
4.將10 g NaOH溶解在250 mL水中，所得溶液的物質的量濃度是1 mol/L嗎？
（反思：將概念中需要注意的問題融入習題中，有助于加深對概念的理解，使學生學會多角度、多層次分析思考問題，優(yōu)化學生的思維品質，形成基本的科學素養(yǎng)。）
六、鞏固與提高
【活動4】體驗“物質的量”的橋梁作用。
（反思：知識小結是培養(yǎng)學生綜合能力的良好契機，一定要引導學生去感悟、去小結得出以物質的量為核心的橋梁關系。對學生不經意間產生的“奇思妙想”、生發(fā)出的創(chuàng)新火花，要在課堂上及時捕捉這些細微之處流露出來的信息，加以重組整合，并借機引發(fā)討論，給課堂一份精彩，給學生幾分自信。）
第3課時
一、新課引入
師：物質的量濃度的溶液是生產上和科學實驗上常用的一種表示溶液組成的重要方法。因此，我們要學會配制一定物質的量濃度的溶液。
二、了解“物質的量在化學實驗中的應用”
師：介紹容量瓶。
生：觀察容量瓶，用文字進行描述。（細頸、梨形、標有刻度、注明溫度、帶有活塞。）并提出問題。
（反思：從容量瓶的外觀及標記提出問題、猜想與假設，通過學生的表達與交流、教師的解釋與評價，可以不斷發(fā)展學生科學探究的能力。）
師：請同學們設計 “用NaCl固體和蒸餾水為原料配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液”的方案。
【板書】四、配制一定物質的量濃度的溶液
【活動1】分小組設計實驗方案（要設計出實驗步驟和每步所需實驗儀器），全班交流，選出最適合實驗室配制溶液的實驗方案。
師：示范操作配制溶液的全過程。
【活動2】配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液。（教師巡視，注意觀察學生的基本操作：膠頭滴管的使用、溶解操作、玻璃棒引流、容量瓶的使用、定容、讀刻度等）
（反思：良好的示范、精益求精的態(tài)度給學生起了潛移默化的作用，會使他們終身受益。訓練要嚴格，輔導要到位，點評要客觀。）
三、思考與交流
【活動3】討論、小結實驗操作方法、步驟以及注意要點。（上黑板寫出要點）
生：……
【活動4】討論：教材中“學與問”。并投影物質的量濃度溶液的配制步驟。
師：在定量實驗中要盡可能避免產生實驗誤差。
（反思：這節(jié)教材的教學既體現了化學學科的特點，也發(fā)揮了媒體的輔助作用，既強調了以探究性學習方式為主，又有少量的接受性學習方式為輔，既有嚴謹的科學態(tài)度的訓練，又有考慮學生接受能力的適當省略。）
四、鞏固與提高
【活動5】將濃溶液稀釋成稀溶液。
師：如何用上述實驗中的1.00 mol/L NaCl溶液，配制250 mL 0.01 mol/L NaCl溶液？
生：（討論回答……）
【小結】
溶液稀釋規(guī)律：c（濃）·V（濃）= c（稀）·V（?。?br/>【課后作業(yè)】設計實驗：如何在實驗室配制100 mL 2.0 mol/L H2SO4溶液？
（反思：“化學計量在實驗中的應用”把“物質的量濃度”等知識通過配制“一定物質的量濃度的溶液”這一實驗，將化學計算與化學實驗有機地聯系起來，向學生傳遞了“定量研究的方法”，大大降低了舊課程中有關物質的量知識的學習難度。通過實驗探究活動，引導學生掌握基本的化學實驗技能和方法，認識實驗在化學科學研究和化學學習中的重要作用，真正讓實驗成為學生學習化學的一個著力點。）

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