“物质的量的单位

高春红

【教学目标】

1.知识与技能

（1）初步理解物质的量及其单位——摩尔，懂得阿伏加德罗常数的含义。

（2）知道物质的量是一个“堆量”，帮助学生理解摩尔质量、气体摩尔体积的含义。

（3）了解物质的量与微观粒子数之间的关系及物质的量与物质的质量之间的关系。

2.过程与方法

通过对物质的量的概念的理解，体会定量研究方法对学习化学的重要作用。

3.情感、态度与价值观

通过对概念的透彻理解，培养学生严谨、认真的学习态度，使学生掌握科学的学习方法。

【教学重点】

物质的量及其单位——摩尔的概念。

【教学难点】

理解物质的量、阿伏加德罗常数、摩尔质量的含义。

【教学方法】

运用生活实例建立起用个数的集体与单位的联系，运用比喻、演绎推理等方法将抽象知识形象化。

【教学过程】

一、导入新课

化学家的困惑：微观上，化学反应是按微粒个数进行的，但微观粒子既看不見又摸不着、且无法称量，怎么办？宏观上，物质是可以量取的，如质量、体积等，而且化学反应在进行时还符合一定的宏观计量关系。那么，物质的宏观计量与其微粒个数之间有什么内在联系呢？

【设问】C+O2CO2这个化学方程式表示的意义是什么？

【分析】可以表示为：1个碳原子和1个氧气分子反应生成1个二氧化碳分子；12 g碳原子和32 g氧气分子反应生成44 g二氧化碳分子。

我们知道，在实验室可以称取12 g的碳和32 g的氧气反应，而无法只取1个碳原子和1个氧分子反应，那么12 g碳中含有多少个碳原子呢？

二、推进新课

【引入】“勤快的售货员”的故事：相邻的两个五金店都在卖同质、同价、各种型号的轴承钢珠，但两个售货员的工作态度可不一样：一个总想着如何享受生活，而另一个却总为明天做着准备。勤快的售货员闲暇时就把钢珠分门别类、每100个数好装袋，现在每种他都已数好了11袋。这时第一笔生意来了！“这种小号的钢珠我要1000个，谁能最快地数给我，我就买谁的！”

【投影】生意1（1000）策略1：数个数。

第二笔生意接踵而至！“这种小号的钢珠我要1000个，谁能最快地数给我，我就买谁的！”

【投影】生意2（1000）策略2：称质量。

生意逼人！第三笔来了！

第二笔生意还在进行，另一个售货员能不能赢得这笔生意，就看他有没有智慧。

【投影】生意3（1000）策略3：量体积。

【分析】售货员的智慧对化学家的启示：

智慧1：变零为整（10袋），启示1：“一个微粒”变成“一堆微粒”（堆量）。

智慧2：变个数为质量（a斤），启示2：“这一堆微粒的质量”（堆质量）。

智慧3：变个数为体积（b升），启示3：“这一堆微粒的体积”（堆体积）。

【思考】要解决化学家的困惑，目前遇到的核心问题是什么？

【回答】这一堆微粒里到底含有多少微粒？

【追问】我们希望这一堆微粒里的粒子数，与其质量有什么关系？

【分析】我来做聪明的化学家：

1个氢原子的质量为1.67×10-27 kg；1个氧原子的质量为2.657×10-26 kg；

1个碳12原子的质量为1.993×10-26 kg；

【计算】16 g氧中所含的原子个数？12 g碳12中所含的原子个数？

【回答】6.02×1023，是常数。

【讲解】

1.物质的量（n）（“堆量”）

是表示物质所含微粒多少的一个物理量。

单位为摩尔（希腊文原意为：堆量），简称摩，符号mol。

12 g碳12中所含的原子个数（N）称为阿伏加德罗常数（NA），数值为6.02×1023。

1 mol任何微观粒子都含有阿伏加德罗常数个微粒。

微粒是指：原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等。

2.摩尔质量（M）（“堆质量”）

单位物质的量的物质所具有的质量（m），单位为g·mol-1。

1 mol任何粒子或物质的质量以克为单位时，其数值都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量相等。

3.气体摩尔体积（Vm）（“堆体积”）

在一定温度和压强下，单位物质的量的气体（V）所占有的体积，单位为L·mol-1。

标准状况下（0 ℃、101 kPa），气体摩尔体积约为22.4 L·mol-1。

【资料】1 mol物质的质量和体积到底有多大？

【分析】对“化学家的困惑”的回应：

C+O2CO2

从微观粒子角度：1个碳原子、1个氧分子、1个二氧化碳分子

扩大6.02×1023倍：6.02×1023个C、6.02×1023个O2、6.02×1023个CO2

从物质的量角度：1mol C、1mol O2、1mol CO2

从宏观质量角度：12 g C、32 g O2、44g CO2

【过渡】物质的量：宏观、微观的桥梁。

【思考】1mol CO2分子可以表示哪些宏观含义？

【回答】表示：6.02×1023个CO2分子（1NA个CO2分子）；44g CO2；标准状况下，22.4L CO2。

【练习】0.5mol CO2分子可以表示哪些宏观含义？

【课后作业】我是未来的化学家！

微粒个数、阿伏加德罗常数、物质的量、物质质量、气体体积间的关系。假如知道其中任一个量，你能求出其他量吗？

参考文献：

[1]占小红.中学生“物质的量”概念系统认知发展研究[D].华东师范大学，2006.

[2]方婷，王祖浩.国内外关于“物质的量”概念的研究及启示[J].化学教育，2008（5）.

？誗编辑 任 壮