2.3《物质的量》课时教案(表格式)--2025--2026年人教版高中化学必修第一册

文档属性

名称 2.3《物质的量》课时教案(表格式)--2025--2026年人教版高中化学必修第一册
格式 docx
文件大小 25.5KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-09-14 20:46:45

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文档简介

2.3《物质的量》课时教案
学科 化学 年级册别 高一上册 共1课时
教材 人教版高中化学必修第一册 授课类型 新授课 第1课时
教材分析
教材分析
本节内容位于人教版高中化学必修第一册第二章第三节,是连接宏观物质与微观粒子的核心桥梁。教材通过引入“物质的量”这一国际单位制中的基本物理量,帮助学生建立从可测量的宏观质量、体积向难以直接观测的微观粒子数量之间的换算体系。其核心知识点包括物质的量的概念、摩尔的定义、阿伏伽德罗常数的意义以及n=N/NA和n=m/M两个基本计算关系式。该内容为后续学习气体摩尔体积、物质的量浓度及化学方程式的定量计算奠定基础,在整个高中化学计量体系中具有承上启下的关键作用。
学情分析
高一学生刚接触化学不久,虽然已具备一定的原子、分子等微观概念,但对抽象物理量的理解仍存在困难。他们习惯于直观感知宏观世界,而“物质的量”作为联系宏观与微观的桥梁,概念高度抽象,容易产生认知障碍。此外,学生在数学运算方面虽掌握基本代数技能,但在处理科学计数法、单位换算及公式变形时易出错。部分学生可能将“物质的量”误解为“物质的数量”或“质量”,缺乏正确的科学表述意识。因此教学中需借助生活类比、实验情境和可视化手段降低理解门槛,并通过阶梯式训练强化公式的应用能力。
课时教学目标
化学观念
1. 理解物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一,认识其作为沟通宏观与微观桥梁的重要意义。
2. 掌握摩尔的概念,明确阿伏伽德罗常数(NA=6.02×10 mol )的含义,并能正确书写和使用相关符号如n、N、NA、M。
科学思维
1. 能够运用类比推理的方法理解“集合计量”的思想,从“打”“ dozen”等生活实例迁移到“摩尔”的概念建构。
2. 能够通过分析数据、推导公式,建立n=N/NA与n=m/M的关系模型,并应用于解决实际问题。
科学探究与实践
1. 在教师引导下设计简单的计算任务,动手完成物质的量、粒子数、质量之间的相互换算练习。
2. 通过小组合作完成探究活动,体验科学计量在实验准备中的实用价值。
科学态度与责任
1. 认识到精确计量在科学研究和工业生产中的重要性,养成严谨求实的科学态度。
2. 感悟化学语言的规范性和统一性,增强使用标准术语进行表达的责任意识。
教学重点、难点
重点
1. 物质的量、摩尔、阿伏伽德罗常数的基本概念及其相互关系。
2. 掌握n=N/NA与n=m/M两个基本公式的应用。
难点
1. 理解“物质的量”作为一个独立物理量的本质,避免将其与“质量”或“数量”混淆。
2. 准确区分并灵活运用n、N、m、M、NA等符号进行多步换算。
教学方法与准备
教学方法
情境探究法、讲授法、合作学习、自主练习
教具准备
多媒体课件、实物投影仪、天平、烧杯、水、计算器、学案
教学环节 教师活动 学生活动
创设情境,提出问题
【5分钟】 一、生活类比,引出集合计量思想 (一)、展示日常计量单位,引发思考。
教师手持一叠A4纸,提问:“如果我要买这500张纸,你是按‘张’卖还是按‘包’卖?”接着出示一盒鸡蛋,问:“超市里鸡蛋是按‘个’卖还是按‘盒’或‘打’卖?”再展示一枚回形针,“如果办公室需要大量回形针,会计会记录用了多少‘个’吗?”通过这三个贴近生活的例子,引导学生意识到:当个体数量庞大时,人们习惯采用“集合体”来计量,比如“令”(500张)、“打”(12个)、“盒”(30个)等。这种做法不仅方便统计,也便于交易和管理。
(二)、过渡到微观世界,提出驱动性问题。
教师转向黑板,写下“H O”分子,并说:“我们知道,一杯水中含有无数个水分子。据估算,一滴水中大约有1.67×10 个水分子。如果我们像称盐一样去‘数’每一个分子,那将是不可能完成的任务。”此时播放一段动画:一个人拿着放大镜试图数清沙滩上的沙粒,却越数越乱。教师顺势引导:“既然不能一个个地数,我们是否也可以像买纸那样,给微观粒子设定一个‘集合单位’呢?这个单位应该有多大才合适?今天我们就来学习这样一个神奇的‘化学专用计量单位’——物质的量。”
(三)、揭示课题,明确学习目标。
教师在黑板中央工整书写课题《2.3 物质的量》,并补充副标题:“连接宏观与微观的桥梁”。随后用PPT展示本节课的学习目标:① 知道什么是物质的量;② 理解摩尔的含义;③ 能进行粒子数、质量和物质的量之间的换算。强调这些目标不仅是考试要求,更是未来做实验、写报告、读文献的基础工具。 1. 观察实物,回忆生活中常见的集体计量方式。
2. 思考教师提出的三个问题,认识到大规模计数需用集合单位。
3. 联想微观世界的复杂性,产生探索新计量方式的兴趣。
4. 明确本节课的学习任务和目标。
评价任务 类比迁移:☆☆☆
问题意识:☆☆☆
目标认同:☆☆☆
设计意图 通过生活化的情境导入,激活学生的已有经验,建立起“集合计量”的初步认知。利用“数沙粒”的比喻形象化地揭示微观粒子不可直接计数的困境,激发求知欲。以清晰的目标导向帮助学生锚定学习方向,增强课堂参与的主动性。
概念建构,层层递进
【15分钟】 一、讲解物质的量的基本概念 (一)、正式引入“物质的量”及其符号。
教师在黑板左侧竖向列出国际单位制中的七个基本物理量:长度(m)、质量(kg)、时间(s)、电流(A)、热力学温度(K)、发光强度(cd)、物质的量(mol)。特别圈出“物质的量”,并强调它是第七个基本物理量,符号为n,单位是摩尔(mol)。解释:“就像‘米’是用来衡量长短的,‘千克’是用来衡量轻重的,‘摩尔’就是专门用来衡量‘有多少个微观粒子’的。”同时提醒学生注意:“物质的量”是一个整体名词,不能拆成“物质”和“量”来理解,也不能简称为“物量”或误认为是“质量”。
(二)、定义“摩尔”与阿伏伽德罗常数。
教师继续讲解:“科学家规定:1摩尔任何粒子所含的粒子数等于0.012千克碳-12中所含的碳原子数。”然后写出这个数值:6.02214076×10 ,通常取近似值6.02×10 。这个数字被称为阿伏伽德罗常数,符号为NA。即:NA = 6.02×10 mol 。为了让学生更直观感受这个数字的巨大,教师举例:“如果全世界70亿人每人每秒数10个水分子,要数完1摩尔水分子,大约需要200万年!”这样的对比使抽象数字变得可感。
二、辨析概念,纠正常见误区 (一)、强调适用对象与规范表述。
教师出示一组判断题进行互动:
① “1 mol苹果”是否合理?(不合理,摩尔只用于微观粒子)
② “1 mol氧”说法是否准确?(不准确,应指明是氧原子、氧分子还是氧离子)
③ “物质的量就是物质的质量”是否正确?(错误,两者完全不同)
通过这些问题,引导学生明确:摩尔只能用于原子、分子、离子、电子等微观粒子,且必须指明具体粒子种类,如“1 mol H O”、“2 mol Na ”。
(二)、建立n与N的关系式。
教师在黑板右侧推导第一个核心公式:因1 mol粒子含NA个粒子,则n mol粒子含N = n × NA个粒子,变形得n = N / NA。强调该公式中各符号的含义:n代表物质的量(mol),N代表粒子总数(无单位),NA为阿伏伽德罗常数(mol )。并通过例题示范计算:如“3.01×10 个CO 分子是多少摩尔?”解:n = N / NA = 3.01×10 / 6.02×10 mol ≈ 0.5 mol。 1. 记录物质的量的符号、单位及所属类别。
2. 理解摩尔的定义,记忆阿伏伽德罗常数的数值和单位。
3. 参与判断题讨论,辨析概念边界。
4. 跟随教师推导并理解n = N / NA公式的来源与应用。
评价任务 概念理解:☆☆☆
符号识别:☆☆☆
表达规范:☆☆☆
设计意图 通过系统讲解与精准定义,帮助学生构建“物质的量—摩尔—阿伏伽德罗常数”三位一体的概念网络。借助反例辨析,破除常见误解,强化科学表达的严谨性。公式推导过程注重逻辑链条,避免机械记忆,提升学生的科学思维品质。
深化理解,拓展应用
【12分钟】 一、引入摩尔质量,打通宏观桥梁 (一)、由碳-12引出摩尔质量概念。
教师回顾前面提到的“0.012 kg碳-12恰好是1 mol”,指出:“这说明1 mol碳-12的质量是12克。”进而提问:“那么1 mol其他原子的质量是多少呢?”引导学生查阅元素周期表,发现氢的相对原子质量为1,氧为16,钠为23……教师总结:“1 mol任何原子的质量(以克为单位),在数值上等于该原子的相对原子质量。”同理,1 mol分子的质量等于其相对分子质量。由此引出“摩尔质量”的定义:单位物质的量的物质所具有的质量,符号为M,单位g/mol。例如:M(H O) = 18 g/mol,M(NaCl) = 58.5 g/mol。
(二)、推导n = m / M公式并举例。
教师在黑板上写出:因M = m / n,故变形得n = m / M。这是第二个核心公式。随即给出例题:“27克铝中含有多少摩尔铝原子?”先查相对原子质量Al=27,得M(Al)=27 g/mol,再代入公式:n = m / M = 27 g / 27 g/mol = 1 mol。进一步追问:“1 mol Al含有多少个铝原子?”结合前式N = n × NA = 1 × 6.02×10 = 6.02×10 个。由此实现宏观质量→物质的量→微观粒子数的完整转化。
二、整合双公式,构建换算体系 (一)、绘制三者关系图谱。
教师在黑板中央画出一个三角形模型:顶部为N(粒子数),左下角为n(物质的量),右下角为m(质量)。从N到n标注“÷NA 或 ×NA”,从n到m标注“×M 或 ÷M”,形成闭环结构。强调:“只要知道其中一个量,就可以通过中间的n求出另外两个量。”
(二)、提出综合计算任务。
布置一道综合性题目:“9克水中含有多少个水分子?”要求学生分步解答:① 查M(H O)=18 g/mol;② 求n = m / M = 9 g / 18 g/mol = 0.5 mol;③ 求N = n × NA = 0.5 × 6.02×10 = 3.01×10 个。教师巡视指导,重点关注学生单位书写是否规范、步骤是否完整。 1. 理解摩尔质量的定义,掌握其数值规律。
2. 学习并应用n = m / M公式进行计算。
3. 观察关系图谱,理解三者间的转换路径。
4. 完成综合计算任务,体验完整换算流程。
评价任务 公式应用:☆☆☆
单位规范:☆☆☆
步骤完整:☆☆☆
设计意图 通过从碳-12出发自然引出摩尔质量,体现知识的内在逻辑。利用周期表资源培养学生信息提取能力。构建“N-n-m”三角关系图,帮助学生形成系统化的认知结构。设置阶梯式计算任务,逐步提升思维难度,促进知识迁移与整合。
实验验证,亲身体验
【8分钟】 一、设计微型实验,感受物质的量 (一)、现场称量1 mol物质。
教师拿出天平,分别称取以下物质:NaCl(58.5 g)、CuSO ·5H O(249.7 g≈250 g)、蔗糖C H O (342 g)。一边操作一边解释:“我们现在看到的就是1 mol这些物质的实际质量。虽然它们看起来体积不同、颜色各异,但从微观角度看,它们都包含了相同数量的基本单元——6.02×10 个。”让学生上前观察称量过程,感受“1 mol”的真实重量。
(二)、提出开放性问题。
教师提问:“如果我们现在要配制1 L 1 mol/L的NaCl溶液,需要称多少克NaCl?为什么实验室里总是先称量再溶解?”引导学生回答:需称58.5 g NaCl。因为固体试剂无法直接按“摩尔”取用,必须通过质量来实现精确控制。这再次凸显了物质的量在实验操作中的枢纽地位。
二、小组合作,完成挑战任务 (一)、发放学案,布置合作任务。
教师分发预先准备的学案,上面印有三道题目:
① 0.5 mol O 的质量是多少?含有多少个氧分子?
② 49克H SO 是多少摩尔?含有多少摩尔氢原子?
③ 已知一个铁原子的质量约为9.3×10 g,试估算阿伏伽德罗常数。
要求四人小组分工协作,限时6分钟完成。
(二)、巡视指导,收集典型错误。
教师走下讲台,观察各组讨论情况,重点提醒:注意粒子类型的明确(如O vs O)、注意原子与分子的换算倍数(如H SO 中含2 mol H)、注意科学计数法的正确书写。对出现明显错误的小组给予个别提示,如“你算的是分子数还是原子数?”、“单位有没有写?”等。 1. 观察教师称量1 mol物质的过程,建立感性认识。
2. 思考并回答实验相关问题,理解物质的量的实用性。
3. 小组合作完成学案题目,分工讨论解题思路。
4. 接受教师指导,修正错误,完善答案。
评价任务 实验观察:☆☆☆
合作参与:☆☆☆
问题解决:☆☆☆
设计意图 通过真实称量活动,将抽象概念具象化,增强学生的感官体验和记忆深度。设置与实验相关的现实问题,体现“做中学”的理念。小组合作任务既锻炼团队协作能力,又通过同伴互助提高学习效率,同时便于教师及时发现并纠正共性错误。
归纳总结,升华主题
【5分钟】 一、结构化回顾核心知识 (一)、师生共同梳理知识脉络。
教师邀请学生一起回顾本节课的主要内容:我们学习了一个新的物理量——物质的量(n),它的单位是摩尔(mol);1 mol粒子含有阿伏伽德罗常数(NA≈6.02×10 mol )个粒子;通过摩尔质量(M),我们可以把物质的质量(m)和物质的量联系起来。这两个公式n = N / NA 和 n = m / M 是化学计算的“双子星”,贯穿整个高中化学。
(二)、强调符号书写的规范性。
教师特别提醒:“在书写时,一定要注意大小写和上下标。例如,‘mol’不能写成‘MOL’或‘mole’;‘NA’的‘N’大写,‘A’下标;‘g/mol’不能漏掉斜杠或写成‘g·mol ’以外的形式。”并在黑板上规范书写一遍所有关键符号。
二、激励性结语,展望未来学习 (一)、引用名言,升华科学精神。
教师深情地说:“正如著名化学家门捷列夫所说:‘测量即理解。’今天我们迈出的这一步,看似只是学会了一个新单位,实则是打开了通往定量化学的大门。从此以后,我们不再只是描述‘有气体生成’‘溶液变蓝’,而是能够说出‘生成了多少升氧气’‘有多少摩尔铜析出’。这就是科学的力量——它让我们从模糊走向精确,从现象走向本质。”
(二)、预告后续内容,激发持续兴趣。
最后补充:“下节课我们将继续探索:同样是1 mol气体,在相同条件下体积是否相同?这个问题的答案将带我们走进‘气体摩尔体积’的世界。请同学们提前预习相关内容,带着问题来上课。” 1. 跟随教师回顾本节课的知识框架。
2. 注意听讲符号书写规范,自查笔记。
3. 倾听教师总结,感悟化学计量的意义。
4. 明确下一课时的学习方向,产生期待。
评价任务 知识梳理:☆☆☆
规范意识:☆☆☆
情感共鸣:☆☆☆
设计意图 通过结构化总结帮助学生构建完整的知识体系,强化记忆。强调符号规范培养良好的科学习惯。引用科学家名言提升课堂的文化品位,激发学生的学科认同感。以悬念式结尾保持学习连续性,引导主动预习。
作业设计
一、基础巩固题
1. 下列说法正确的是( )
A. 1 mol H 含有6.02×10 个氢原子
B. 1 mol CO 的质量是44 g/mol
C. NaCl的摩尔质量是58.5 g
D. 1 mol OH 含有10 mol电子
2. 计算下列各物质的物质的量:
(1)18 g水(H O)
(2)80 g氢氧化钠(NaOH)
(3)3.01×10 个氮气分子(N )
3. 计算下列各物质的质量:
(1)2 mol二氧化碳(CO )
(2)0.5 mol硫酸(H SO )
(3)3 mol氯化镁(MgCl )
二、能力提升题
4. 已知阿司匹林的分子式为C H O ,求:
(1)其摩尔质量;
(2)0.2 mol阿司匹林的质量;
(3)含有1.204×10 个氧原子的阿司匹林是多少摩尔?
5. 实验室需配制500 mL 0.1 mol/L的Na CO 溶液,需要称取多少克十水合碳酸钠(Na CO ·10H O)?
【答案解析】
一、基础巩固题
1. D (解析:A项应为2×6.02×10 个氢原子;B项单位错误,应为44 g;C项单位错误,应为58.5 g/mol)
2. (1)n = 18 g / 18 g/mol = 1 mol;(2)n = 80 g / 40 g/mol = 2 mol;(3)n = 3.01×10 / 6.02×10 mol = 0.5 mol
3. (1)m = 2 mol × 44 g/mol = 88 g;(2)m = 0.5 mol × 98 g/mol = 49 g;(3)m = 3 mol × 95 g/mol = 285 g
二、能力提升题
4. (1)M = 12×9 + 1×8 + 16×4 = 180 g/mol;(2)m = 0.2 mol × 180 g/mol = 36 g;(3)每个C H O 含4个O原子,故n(O) = 4n(C H O ),n(O) = 1.204×10 / 6.02×10 mol = 2 mol,则n(C H O ) = 2 mol / 4 = 0.5 mol
5. 所需Na CO 物质的量 = 0.5 L × 0.1 mol/L = 0.05 mol,即需Na CO ·10H O 0.05 mol,M = 286 g/mol,故m = 0.05 mol × 286 g/mol = 14.3 g
板书设计
§2.3 物质的量
【左侧板块】
一、物质的量(n)
- 国际单位制基本物理量之一
- 单位:摩尔(mol)
- 专用于微观粒子
二、摩尔(mol)
- 定义:1 mol粒子数 = 0.012 kg C中原子数
- 阿伏伽德罗常数 NA = 6.02×10 mol
- 公式:n = N / NA
【右侧板块】
三、摩尔质量(M)
- 定义:单位物质的量的质量
- 单位:g/mol
- 数值 = 相对原子/分子质量
- 公式:n = m / M
【中央图示】
N(粒子数)
↑↓ ÷NA / ×NA
n(物质的量)
↑↓ ×M / ÷M
m(质量)
教学反思
成功之处
1. 通过“买纸”“数沙粒”等生活类比有效降低了概念的抽象性,学生普遍反映“原来摩尔就像‘打’一样”,实现了从具象到抽象的顺利过渡。
2. 实验称量环节极大提升了课堂吸引力,学生亲眼看到58.5 g NaCl就是1 mol,增强了对摩尔质量的感性认识,体现了“证据推理”的核心素养。
3. 板书采用三分法布局,左侧概念、右侧公式、中央关系图,层次清晰,重点突出,有助于学生形成系统认知。
不足之处
1. 部分学生在处理“含有多少摩尔某原子”这类问题时仍易出错,说明对分子组成与原子数量的关系理解不够深入,应在后续课程中加强专项训练。
2. 小组合作时间略显紧张,个别小组未能完成全部题目,下次应根据学情适当调整任务量或延长合作时间。
3. 对科学计数法的运算指导不够细致,少数学生在计算3.01×10 / 6.02×10 时出现指数处理错误,今后需增加基础数学技能的衔接辅导。