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2018-2019学年高中化学 第一章 从实验学化学 1.2 化学计量在实验中的应用(第1课时)学案(新人教版)必修1[学习目标定位] 1.知道物质的量、摩尔质量的单位及含义。
2.理解物质的量的基准——阿伏加德罗常数的含义。
3.能进行物质的质量、微粒数目与物质的量之间的换算。
一、物质的量 阿伏加德罗常数 1.物质的量及其单位——摩尔 国际单位制(SI)中的七个基本单位(1)物质的量是表示含有一定数目粒子集合体的物理量，用符号n 表示。
“物质的量”四个字是一个整体概念，为专用名词，不可任意加减字，既不是物质的质量，也不是物质的数量。
(2)物质的量的单位——摩尔2.阿伏加德罗常数根据表中已知条件进行计算，将结果填入表中空格内：通过上表计算结果，得出的结论是12g12C所含的原子个数约为6.02×1023(阿伏加德罗常数)；物质含有6.02×1023个微粒的物质的量为1摩尔。
(1)阿伏加德罗常数是0.012kg12C所含的原子个数，约为6.02×1023个，用符号N A表示。
(2)物质若含有阿伏加德罗常数(6.02×1023)个微粒，其物质的量为1mol。
(3)阿伏加德罗常数可表示为N A，约为6.02×1023mol－1，其单位是mol－1。
(4)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数之间的关系：n＝N/N A。
1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)物质的量可以理解为物质的数量( )(2)摩尔是国际单位制中七个基本物理量之一( )(3)物质的量描述对象是分子、原子等微观粒子( )(4)1mol氢中含有2mol氢原子和2mol电子( )(5)1mol任何物质都含有6.02×1023个分子( )答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×解析物质的量是七大基本物理量之一，它表示的是一定数目粒子集合体的多少，而不表示物质的质量，也不表示物质所含微粒的数目。
化学必修1 第一章第二节《化学计量在实验中的应用》（第1课时）班级：学号：姓名:学习目标：1、知道“物质的量”是描述微观粒子集体的一个物理量，摩尔是物质的量的基本单位。
2、知道摩尔质量的概念和不同粒子的摩尔质量的计算方法。
3、学会有关物质的量的简单计算，理解物质的质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数之间的相互关系及有关计算。
重难点：学会有关物质的量的简单计算，理解物质的质量、摩尔质量、物质的量、物质的粒子数之间的相互关系及有关计算。
学习过程及内容：【学习指导部分】了解“国际单位制（SI）的7个基本单位”思考：曹冲称象的原理是什么？只有最小刻度为0.01Kg的弹簧称，如何称一页纸的质量。
【课堂活动部分】任务一：正确认识“物质的量”、“摩尔”和“阿佛加德罗常数”活动1：了解历史——阿佛加德罗和阿佛加德罗常数阿伏伽德罗（Ameldeo Avogadro,1776～1856）意大利自然科学家。
1811年他发现了阿伏加德罗定律，即在标准状态（0℃，1个标准大气压，即1.01325×10^5Pa），同体积的任何气体都含有相同数目的分子，而与气体的化学组成和物理性质无关。
阿伏伽德罗常量（Avogadro's constant，符号：N A）是物理学和化学中的一个重要常量。
“阿佛加德罗常数”的正式的定义是：0.012千克碳12中包含的碳—12（12C）的原子的数量。
它的数值为，一般计算时取6.02×1023或6.022×1023。
历史上，将碳12选为参考物质是因为它的原子量可以测量的相当精确。
阿伏伽德罗常量因意大利化学家阿伏伽德罗（Avogadro A）得名。
活动2：讨论分析预测：98g H2SO4 所含硫酸分子的数目是；所含H原子的数目是。
活动3：定义的形成“物质的量”是用来量度“微粒数目”的一种物理量，该物理量的符号：。
其单位：摩尔，简称：，（符号：），定义为：含有阿佛加德常数（符号：N A，近似值：6.02×1023mol-1）个粒子的任何粒子集体计量【分析】物质的量（符号：n）、阿佛加德罗常（符号：N A）、微粒的数目（符号：N）三者的关系是什么？用公式表示。
化学计量在实验中的应用-物质的量随堂检测1．下列叙述正确的是（）A．摩尔是物质质量的单位 B．摩尔是物质的量的单位C．摩尔是物质数量的单位 D．摩尔是一个数值2．下列关于物质的量说法不正确的是（）A．就是阿伏加德罗常数 B．单位为摩尔C．表示对象为微观粒子 D．符号为n3．下列说法正确的是（）A．摩尔质量就等于物质的相对分子质量或相对原子质量B．摩尔质量就是物质相对分子质量的6.02×1023倍C．HNO3的摩尔质量是63 gD．硫酸和磷酸(H3PO4)的摩尔质量相等，都是98 g·mol−14．25 g CuSO4·5H2O的物质的量为（）A．25 mol B．1. 56 mol C．1 mol D．0.1 mol5 0.5 mol Na2SO4中（）A．含3.01×1023个SO42− B．含0.5个Na2SO4分子C．含0.5 mol Na+ D．含1 mol氧原子6．下列说法正确的是（）A．CO和C2H4的摩尔质量均是28 gB．18 g水中含有1 mol水分子C．O2的相对分子质量是32 g·mol−1D．l mol NO的质量是30 g·mol−17．下列各种物质中所含原子个数最多的是（）A．0.4 mol氧气 B．4 ℃时5.4 mL水C．10 g Ne D．5.6 g CO8．已知3.2 g某气体中所含的分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为（）A．64 g·mol−1 B．64 mol C．64 g D．32 g·mol−19．用N A表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中正确的是（）A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1N AB． 2 g氢气中含有的原子数为N AC．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2N AD．17 g氨气中含有的电子数为10N A10．(1)9.03×1023个CH4中，含________mol碳原子，________mol氢原子， ________mol 质子，________mol电子。
第二节 化学计量在实验中的应用 第三课时 物质的量在化学实验中的应用[A 篇 知识对点训练]知识点1 物质的量浓度1．300 mL 0.12 mol/L 的NaCl 、200 mL 0.12 mol/L 的MgCl 2、100 mL 0.12 mol/L 的AlCl 3溶液中Cl －的物质的量浓度( )A ．相同B ．之比为3∶2∶1C ．之比为1∶2∶3D ．依次为0.36 mol/L 、0.24 mol/L 、0.18 mol/L 答案 C解析 三种溶液中Cl －的物质的量浓度与溶液的体积无关，而与溶质的组成有关，0.12 mol/L 的NaCl 溶液中Cl －的物质的量浓度是0.12 mol/L,0.12 mol/L 的MgCl 2溶液中Cl －的物质的量浓度是0.24 mol/L,0.12 mol/L 的AlCl 3溶液中Cl －的物质的量浓度是0.36 mol/L ，故选C 。
2．从2 L 1 mol·L －1NaOH 溶液中取出100 mL ，下面有关这100 mL 溶液的叙述错误的是( ) A ．浓度为0.1 mol·L －1 B ．浓度为1 mol·L －1C ．含NaOH 4 gD ．含NaOH 0.1 mol答案 A解析 取出100 mL 溶液，浓度仍为1 mol·L －1，A 错、B 对；含NaOH 1 mol·L －1×0.1 L＝0.1 mol,0.1 mol×40 g·mol －1＝4 g ，C 、D 正确，故答案为A 。
3．300 mL 0.2 mol·L －1KCl 溶液与100 mL 0.3 mol·L －1AlCl 3溶液中Cl －物质的量浓度之比是( ) A ．1∶3 B ．2∶3 C ．2∶1 D ．2∶9答案 D解析 0.2 mol·L －1KCl 溶液中，c (Cl －)＝0.2 mol·L －1，0.3 mol·L －1AlCl 3溶液中c (Cl －)＝0.9 mol·L－1，两者之比为2∶9。
第3课时物质的量在化学实验中学的应用【新课导入】我们在初中学过一种表示溶液浓度的方法是什么？数学表达式是怎样的？单位是什么？引入：溶液有浓、稀之分，如何定量表示溶液的浓、稀？讲述：一定量的溶液中所含溶质的量叫溶液的浓度。
根据溶液量及溶质量的计量方式不同，浓度可以有不同的表示方法。
通过应用质量分数，可以了解、计算一定质量溶液含溶质的质量，但实际工作中，对溶液通常不称其质量，而是量它的体积；同时，在化学反应中，反应物与生成物的物质的量相互之间有一定的关系。
设问：什么是物质的量浓度呢？请同学们阅读教材第15页上的有关内容。
学生看书后，得出结论。
【教材讲解】讲解：并板书(一)物质的量浓度1．定义：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。
⑴数学表达式：物质的量浓度(c)＝nV溶质的物质的量（）溶液的体积（）c(B)＝B nV （）⑵单位：mol/L或mol·L-1思考交流：比较物质的量浓度和质量分数，找出概念间的差别。
学生思考回答。
教师举例，得出物质的量浓度概念中的要点：①单位：mol/L或mol·L-1。
②体积指溶液，而非溶剂水，单位：L。
③溶质是用物质的量表示而不是质量。
知识应用：⑴将342g C12H22O11(蔗糖)溶解在1L水中，所得的溶液中溶质的物质的量浓度是否为1mol·L-1？⑵从1mol·L-1C12H22O11(蔗糖)溶液中取出100mL，取出的溶液中C12H22O11的物质的量浓度是多少？强调：从某溶液取出任意体积的溶液，其浓度都相同，但所含溶质的量因体积不同而不同。
2．物质的量浓度的简单计算例题1 把4 g NaOH溶于水，配成200 mL溶液，求：①所得NaOH溶液的物质的量浓度？解：c(NaOH)＝(NaOH)(NaOH)aqnV＝0.5 mol·L-1②取出40 mL上述液体，则其物质的量浓度为多少？含有NaOH的物质的量是多少？解：浓度不变，为0.5mol·L-1；n(NaOH)＝0.5mol·L-1×40 mL×10-3L·mL-1=0.02mol练习：1．将40gNaOH配成2L溶液，其物质的量浓度为。
化学计量在实验中的应用-物质的量随堂检测1．下列叙述正确的是（）A．摩尔是物质质量的单位 B．摩尔是物质的量的单位C．摩尔是物质数量的单位 D．摩尔是一个数值2．下列关于物质的量说法不正确的是（）A．就是阿伏加德罗常数 B．单位为摩尔C．表示对象为微观粒子 D．符号为n3．下列说法正确的是（）A．摩尔质量就等于物质的相对分子质量或相对原子质量B．摩尔质量就是物质相对分子质量的6.02×1023倍C．HNO3的摩尔质量是63 gD．硫酸和磷酸(H3PO4)的摩尔质量相等，都是98 g·mol−14．25 g CuSO4·5H2O的物质的量为（）A．25 mol B．1. 56 mol C．1 mol D．0.1 mol5 0.5 mol Na2SO4中（）A．含3.01×1023个SO42− B．含0.5个Na2SO4分子C．含0.5 mol Na+ D．含1 mol氧原子6．下列说法正确的是（）A．CO和C2H4的摩尔质量均是28 gB．18 g水中含有1 mol水分子C．O2的相对分子质量是32 g·mol−1D．l mol NO的质量是30 g·mol−17．下列各种物质中所含原子个数最多的是（）A．0.4 mol氧气 B．4 ℃时5.4 mL水C．10 g Ne D．5.6 g CO8．已知3.2 g某气体中所含的分子数约为3.01×1022，此气体的摩尔质量为（）A．64 g·mol−1 B．64 mol C．64 g D．32 g·mol−19．用N A表示阿伏加德罗常数的值。
下列说法中正确的是（）A．2.4 g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.1N AB． 2 g氢气中含有的原子数为N AC．3.01×1023个氮分子中含有的原子数为2N AD．17 g氨气中含有的电子数为10N A10．(1)9.03×1023个CH4中，含________mol碳原子，________mol氢原子， ________mol 质子，________mol电子。
- 1 - 第二节 化学计量在实验中的应用 一、教学设计 化学反应有很多是在溶液中进行的，在工业生产和科学研究中要定量研究在溶液中发生的化学反应通常用物质的量浓度来计算比较方便。在农业上需要配制一定浓度的农药，也必须了解溶液浓度的知识。在高中化学实验中，有些反应反应物的浓度大了或小了都不行。在高中化学的计算中更是离不开物质的量、物质的量浓度。
本教材抓住一般反应都在溶液中进行的特点，设计以介绍“配制一定物质的量浓度的溶液”作为主要教学目标，将物质的量等基本概念作为化学计量。这样一方面突出重点知识，另一方面也可以大幅度减少化学计算的难度，从而有效地降低学生的学习难度。
介绍物质的量浓度，就必须引入物质的量、摩尔质量等概念。物质的量是用来计量肉眼看不到、现代称量工具难以称量的原子、分子、离子等微观粒子的物理量。这个词对学生来说比较陌生、抽象、难懂，而且非常容易将物质的量与物质的质量混淆起来，以致错误地理解物质的量的涵义。教科书在介绍物质的量时，不介绍阿伏加德罗常数是根据什么确定的，而是提出6.02×1023个水分子或Al原子的质量在数值上正好与水的相对分子质量或Al的相对原子质量相等，因此用6.02×1023个分子或原子作为1 mol来衡量宏观物质中所含的粒子数目就十分方便。然后采用演绎推理和归纳推理的方法得出物质的量的概念，从而降低了解物质的量这个物理量涵义的坡度。
在介绍一定物质的量浓度溶液的配制方法之前，先介绍物质的量浓度的概念，让学生理解概念和对概念进行应用，并了解应用物质的量浓度的好处，以及与溶液中溶质的质量分数的区别等。一定物质的量浓度溶液的配制方法的介绍可采用边讲边演示，然后总结出配制步骤的要点，有利于学生掌握。
本节教学重点：物质的量、物质的量浓度的概念，物质的量、摩尔质量和物质的量浓度的关系，一定物质的量浓度溶液的配制方法。
本节教学难点：物质的量的概念，一定物质的量浓度溶液的配制方法。 教学建议如下： 1.从引入物质的量的必要性入手，激发学生了解物质的量概念的积极性 - 2 -
原子是化学变化中的最小粒子，分子与分子、原子与原子按一定的比例定量地进行化学反应，而原子或分子都很小，我们肉眼不可能观察到，更不可能一个一个地进行称量。怎样将微观的粒子数目与宏观的物质的质量联系起来，来研究分子、原子或离子所进行的化学反应呢？这就需要确定一种物理量。第14届国际计量大会通过以“物质的量”作为化学计量的基本物理量，规定1 mol粒子所含的数目为6.02×1023个。此时1 mol任何物质的质量以克为单位时，其数值恰好等于相对原子质量或相对分子质量，这样使用起来就十分方便。当物质的量小于0.1 mol或大于1 000 mol时，正像小于0.1 m或大于1 000 m一样，需要采用“摩”的倍数单位。
2.使学生了解物质的量、摩尔质量的涵义，并能正确运用 要强调“物质的量”是一个基本物理量，四个字是一个整体，不能拆开理解，也不能压缩为“物质量”，否则就改变了原有的意义。同时要与“物质的质量”区分开来。
还要说明“摩”是“物质的量”的单位，不要将两者混淆起来，如“某物质的物质的量是多少”不要说成“某物质它的摩尔数是多少”。
应该强调，物质的量这个物理量只适用于微观粒子，即原子、分子、离子等，使用摩作单位时，所指粒子必须十分明确，且粒子的种类要用化学式表示。如写成2 mol H、1 mol H2、1.5 mol NaOH、1 mol OH-和1 mol e-等。
摩尔质量是单位物质的量的物质所具有的质量，单位是克/摩或千克/摩（g/mol或kg/mol）等。摩尔质量以克/摩为单位时，在数值上与物质的相对分子质量或相对原子质量相等。对于某一纯净物来说，它的摩尔质量是固定不变的，而物质的质量则随着物质的物质的量不同而发生变化。例如，1 mol O2的质量是32 g，2 mol O2的质量是64 g，但O2的摩尔质量并不会发生任何变化，还是32 g/mol。
3.运用比较的方法，使学生正确理解“物质的量浓度”的涵义 物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数之间的不同点是：前者的溶质用物质的量表示，后者的溶质用质量表示；前者的单位是mol·L-1，后者是质量之比，单位为1；两者的最大区别是相同物质的量浓度、相同体积的不同溶液，它们所含溶质的物质的量相等，而相同质量分数、相同体积的不同溶液，它们所含溶质的物质的量不相等。因为化学反应中物质的粒子数目之间存在一定的比例关系，用质量来表示不太方便，所以有必要引入物质的量浓度。
4.做好一定物质的量浓度溶液的配制实验，使学生掌握溶液配制的要点 - 3 -
配制一定物质的量浓度溶液的方法，是高中学生必须学会的化学实验操作技能之一。教学中要介绍容量瓶的特点和使用方法，以及为什么转移溶液时要用玻璃棒；为什么要用水将烧杯洗涤数次，并将洗涤液倒入容量瓶中；容量瓶中溶液接近瓶颈刻度时为什么要改用胶头滴管加水等。一定物质的量浓度溶液的配制步骤可归纳为：计算、称量、溶解、洗液、定容、摇匀等。
5.运用量方程，使学生建立概念之间的联系 通过简单的量方程，使学生建立物质的量等概念之间的联系，会运用其进行简单的计算。但应注意把握教学要求，不要强化计算。
二、活动建议 【实验1-5】 （1）选用配制NaCl溶液，是因为NaCl价廉。配制100 mL，也是考虑所配的NaCl溶液用处不大，减少浪费。目前有的学校条件比较好，配备了分析天平，可用分析天平来称量。若用托盘天平，可向学生简单说明感量问题即可。此实验的目的是使学生学习配制溶液的方法和技能。
（2）教学中教师可以先演示，然后学生再进行实验。 （3）学生实验后可进行一些误差分析。 三、问题交流 【学与问1】 24.5 g H2SO4的物质的量是0.25 mol，1.50 mol Na2CO3的质量是159 g。教师可以再编一些类似的题进行训练，也可以让学生两人一组一问一答的形式进行训练。
【学与问2】 1.配制一定物质的量浓度的溶液时，烧杯中的溶液转移到容量瓶后，烧杯的内壁上还粘有少量溶液，若不用蒸馏水洗涤烧杯，容量瓶中的溶质就会减少，即容量瓶内溶质的物质的量减少，导致所配溶液中溶质的浓度偏低。为了减少溶质的损失，应用蒸馏水洗涤烧杯2～3次，并将洗涤后的溶液也转移到容量瓶中。 - 4 -
2.如果将烧杯中的溶液转移到容量瓶中时不慎洒到容量瓶外，最后配成的溶液中溶质的实际浓度比所要求的小。因为洒出的溶液中含有溶质，所以转移到容量瓶内的溶质比称量时少，即容量瓶内溶质的物质的量减少。
3.配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液需要NaCl固体5.85 g。用托盘天平称量时，托盘天平的感量为0.1 g，所以不能称出5.85 g固体。如要比较准确地配制100 mL 1.00 mol/L NaCl溶液，应用分析天平进行称量。分析天平的精度比托盘天平高。
【思考与交流】 1.浓硫酸和稀硫酸在性质上有比较大的差异。例如，浓硫酸的密度比稀硫酸的大；将浓硫酸、稀硫酸分别滴在蓝色石蕊试纸上，浓硫酸能使石蕊试纸先变红后变黑（纸被腐蚀），而稀硫酸只能使石蕊试纸变红（久置后也会变黑）；浓硫酸稀释时会放出大量的热，而稀硫酸稀释时放出的热量不大；浓硫酸露置在空气中会变稀，稀硫酸露置在空气中浓度变化不大；浓硫酸常温下不与铁反应，稀硫酸能与铁反应产生氢气等。
2.将5 mL浓硫酸稀释为20 mL稀硫酸，得到的稀硫酸与原浓硫酸中所含H2SO4的物质量相等。这是因为稀释前与稀释后H2SO4的质量是不变的，只是溶液体积增大了，所以两种溶液中H2SO4的物质的量相等。（讨论：如果从这20 mL稀硫酸中取出5 mL，与原5 mL浓硫酸相比，溶质的物质的量、溶液中溶质的物质的量浓度是否相同？为什么？）
四、习题参考 1. 14 mL（建议学生分步计算，学会物质的量浓度表达式的应用） 2. 5.56 mmol/L，属于正常范围。（提示：1 mol=1 000 mmol） 3.这种做法不对，会造成结果偏低。这是因为倒出的部分溶液中含有溶质，结果导致容量瓶内的溶质减少，即容量瓶内溶质的物质的量减少，溶质的物质的量浓度也减小。
教学资源 1.实验的安全和意外事故处理 （1）实验安全 ● 防止火灾 化学药品中有很多是易燃物，在使用时若不注意可能酿成火灾。所以，对易燃物：① 必须妥善保管，放在专柜中，远离火源。易燃品、强氧化剂、钾、钠、钙等强还原剂要妥善保 - 5 -
管；② 使用易挥发可燃物如乙醇、乙醚、汽油等应防止蒸气逸散，添加易燃品一定要远离火源；③ 进行加热或燃烧实验时要严格操作规程和仪器选用，如蒸馏时要用冷凝器等；④ 易燃物质用后若有剩余，决不能随意丢弃，如残留的金属钠应用乙醇处理，白磷应放在冷水中浸泡等。
另外，实验室必须配备各种灭火器材（酸碱灭火器、四氯化碳灭火器、粉末灭火器、沙子、石棉布、水桶等）并装有消防龙头。实验室电器要经常检修，防止电火花、短路、超负载等引发火灾。
在使用酒精灯时，一定要注意：① 不能用燃着的酒精灯去点燃另一盏酒精灯；② 不能用嘴吹灭酒精灯；③ 不能向燃着的酒精灯中添加酒精；④ 灯壶内的酒精不能超过容积的2/3等。
● 灭火 如果不慎在实验室发生火灾，应立即采取以下措施： ① 防止火势扩展：移走可燃物，切断电源，停止通风。② 扑灭火源：酒精等有机溶剂泼洒在桌面上着火燃烧，用湿布、石棉或沙子盖灭，火势大可以用灭火器扑灭。小范围的有机物、钾、钠、白磷等化学物质着火可用沙盖灭。③ 常用灭火器的种类和使用范围见下表：
类 型 药液成分 适用灭火对象 酸碱式 H2SO4和NaHCO3 非油类、电器 泡沫式 Al2(SO4)3和NaHCO3 油类 CO2灭火器 液态CO2电 器、小范围油类、忌水的化学品 四氯化碳 液态四氯化碳 电器、汽油、丙酮。不能用于钾、钠、电石、CS2 干粉灭火器 NaHCO3等类，适量润滑剂、防潮剂 油类、可燃气体、精密仪器、图书文件等 扑救化学火灾注意事项： ① 与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救，如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、PCl3、PCl5、过氧化钠、过氧化钡、磷化钙等，它们与水反应放出氢气、氧气等将引起更大火灾。
