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2016-07-25
学法:本节课的教学对象是高一学生,学生对于本节的概念抽象思维形式还存在一定程度的欠缺,因此,在本节课的学习中,一方面注意学习过程的逻辑性;另外注意高视角、低起点,从学生认识基础出发,加强直观性教学,采用设问、类比启发、重点讲解并辅以讨论的方法,引导学生感受物质的量这一概念的建立、具体实例运用概念、交流评价强化概念、归纳小结升华概念,加深学生对概念的理解,在学习过程中掌握了自主探究获取知识、应用知识的方法,解决教学的难点问题。
五、教学程序
1、创设情景 引入课题
【师】生活中,我们如何购买面粉?
【生】买面粉是论斤论两,如买50斤、100斤面粉等。
【师】为什么不买一颗或几粒面粉?
【生】面粉颗粒的质量太小,买“大量”的面粉更方便。
【师】“买面粉”的记数思路是“将微小的不可直接称量的物体(面粉) ‘集合’成大量可称的质量”。这个现象启示我们,在记数时有时要采取“集合”的思想:即将部分集合成整体、微小汇成多数。
同样,水是大家很熟悉的物质,由水分子组成,那我们怎么可以迅速知道1滴水(0.05ml,0.05g)有多少个水分子?我们如何“数”这么多的微观粒子?
【生】显然不能一个一个地数,应采取“集合”思想记数微观粒子,即将很多微粒视为一个集合。以此数微观粒子。
随着人们对微观领域认识的逐步深入,人们开始隐隐地感知到:可称量的宏观物质与存在、却难于计量的微观粒子之间一定存在着某种量的关系。
那么,这种量的关系究竟是什么?宏观与微观这两个不同的研究领域之间我们如何才能建立科学的联系?
2、呈现问题情境,在化学史中学习
今天,就让我们重新面对这个问题,重温历史,了解科学的发生与发展……
事实上,生活中就有很多我们可以借鉴的经验:
12只鸡蛋 1(dozen)打
1250000张纸 2500(ream)令纸
15000000 粒大米 375(kg)公斤大米
这种“化大为小,化繁为简,意义不变”的简化原理是什么,这种简化的条件又是什么?
在实际工作中,老师也遇到了同样难题,比如:现在我有如下这么多微观粒子,(微观粒子的质量、体积都非常小,我们只有取出极大的量,才能看得见,摸得着,才能用于科学研究)请同学们根据上述简化原理,对它们进行简化后的描述:3.01×1023个钠原子、6.02×1023 个水分子 、1.204×1024 个氧气分子。应该选择多少为一个集合标准来数微观粒子呢?
同学们在解决了一个难题的同时,又产生了一个新的难题:我们48位同学就定义了好几种不同的单位,这对于我们来说就产生了交流与沟通上的困难。
因此,我们必须为微观粒子量的描述创建一个国际公认的单位。
问题一:用什么作为计量微观粒子数的单位呢?
1900年德国化学家、诺贝尔化学奖得主Ostwald,曾经用Mole 这个拉丁文原意为“成堆的”、“大量”名词,描述微观粒子——分子(Molecule)的重量 ,所以,1971年,由41个国家派代表参加的第十四届国际计量大会上就决定用Mole (摩尔)作为计量大量微观粒子的新的单位,符号为mol。
我们刚刚解决了摩尔是什么的问题,新的问题又接踵而至……
问题二:这个新的计量单位——摩尔,对应的物理量又是什么?
每一个单位都有其对应的物理量,用以诠释其物理意义。那么,摩尔这一新单位所对应的物理量又是什么呢?
1961年,荷兰化学家、物理学家E•A•Guggenheim把摩尔叫做“chemists amount of substance——化学家的物质的量”,1967年4月单位制咨询委员会借用了Guggenheim的部分描述,定义摩尔作为“物质的量——Amount of substance ”这一物理量的单位。
因为,“物质的量”是一个物理量的名称,所以,它就像其它物理量的名称如:“质量”、“时间”一样,不能擅自更改、增减其中的文字。
首先说明物质的量是一个物理量,让学生联想已知的长度、质量、温度、时间等物理量,指出物质的量与它们一样是一个基本物理量的名称。其次阐明每个物理量的意义是不一样的,例如,长度是表明一个物体长短的物理量,质量是表示一个物体含有物质多少的物理量,温度是表示物体冷热程度的物理量,而物质的量是表示含有一定数目粒子的集合体的物理量,并让学生联想构成物质的粒子有哪些。
正是因为确立了这样一个新的物理量,当我们取“一定数目微观粒子的集合体”作为一个计量对象时,便可以将单个看不见、摸不着的微粒,转化成看得见、摸得着的宏观物质。
因此,“物质的量”是将物质宏观和微观领域的属性联系起来的纽带。
问题三 1 摩尔的微观物质中有多少个粒子?
在定义一个单位时,我们总是需要有一个衡量标准。每一基本物理量的单位都有它的标准,如质量单位——1kg 的标准是国际千克原器,那么,物质的量的单位———1 mol的标准是多少呢?战国时期,各国的度量衡都不一样,秦始皇统一度量衡,便利了经济的发展。所以,1971年,国际纯粹与应用物理协会(IUPAP)和国际纯粹与应用化学协会(IUPCP)达成协议,同意将0.012Kg碳12中所含的原子数目作为摩尔的基准。
【计算】已知一个12C质量为1.993×10-23g,求0.012千克12C含多少个原子?
这个数据,最先是由Austrian physicist and chemist——Johann Josef Loschmidt洛斯密德(March 15, 1821 - July 8, 1895) 首先算出,所以,在一些德语国家至今还将这一数据称为Loschmidt number 。但为了纪念Avogadro 对溶液浓度和分子重量研究的贡献,国际计量大会决定将1摩尔物质中所含有的微观粒子数重新命名为Avogadro's number( Avogadro's constant),用符号NA表示。NA的精确数值还没有准确算出,在计算中,取其近似值 6.02×1023。
反之,如果在一定量的粒子集体中所含有的粒子数与0.012Kg 12C中所含的原子数目相同,我们就说它的物质的量是1摩尔,简称1摩。
问题四 物质的量、阿伏加德罗常数、粒子数(N)三者的关系是怎样的呢?
可以举宏观例子,一打有12只鸡蛋,48 只鸡蛋是几打? 显然学生通过迁移规律,就能找出物质的量、阿伏加德罗常数、粒子数三者之间的关系
n=N/NA
问题五 为什么物质的量是描述微观粒子的物理量,摩尔是描述微观粒子的基本单位?
标签:高一化学说课稿
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