物質(zhì)的量計算及教學(xué)策略

侯前進

【中圖分類號】G40 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）4-0131-02

1.有關(guān)物質(zhì)的量計算

1.1“物質(zhì)的量”在化學(xué)上的價值 “物質(zhì)的量”在化學(xué)上的價值實際是它的計算功能，其實用價值高于理論價值。即建立“物質(zhì)的量”的出發(fā)點就是為了計算。所以，“物質(zhì)的量”相關(guān)計算應(yīng)作“物質(zhì)的量”教學(xué)的重點處置。

1.2 按照有關(guān)公式的計算

1.2.1 物質(zhì)的量的相關(guān)計算可借助于基本公式(1)、(2)、 (4)及衍生公式(3)。計算中需要注意的是，各有關(guān)量的單位、符號及被表述物質(zhì)的名稱必須正確，有關(guān)標注不得遺漏。

1.2.2物質(zhì)的量所描述的粒子的指定形式“基本單元”的計算

1.2.2.1基本單元概念 有關(guān)物質(zhì)的量的計算中，被計算的微觀粒子形式可以是原子、分子、離子、質(zhì)子、中子、電子等粒子，也可以根據(jù)需要，對其進行人為組合，如1/2H2SO4，這些被計算的微觀粒子形式就是所謂的“基本單元”。

1.2.2.2基本單元闡釋及計算 許多學(xué)生對于原子、分子、離子、質(zhì)子、中子、電子等粒子這樣的基本單元的理解及計算一般沒有障礙，但是，對于人為“組合”、“分割”、“指定”出來的“基本單元”則出現(xiàn)理解障礙。為了引導(dǎo)學(xué)生克服這個障礙，在教學(xué)中可以采用打比方的方式給予解決，如，對“現(xiàn)有阿伏伽德羅常數(shù)個H2SO4，分別以基本單元H2SO4和1/2H2SO4，求其物質(zhì)的量。”的練習(xí)為例，把基本單元H2SO4當(dāng)做一個整西瓜，基本單元1/2H2SO4作為半個西瓜。顯然，一個西瓜按照基本單元一個整西瓜進行分割后衡量：只有一份；同樣一個西瓜，如果照基本單元半個西瓜進行分割后衡量：肯定變成兩份；假如以1/3西瓜作為基本單元，對一個西瓜進行分割衡量：一個西瓜就可以分割為3份——回歸習(xí)題后進行計算，阿伏伽德羅常數(shù)個H2SO4，以基本單元H2SO4計算其物質(zhì)的量n（H2SO4）=1mol；以基本單元1/2H2SO4，計算其物質(zhì)的量n（1/2H2SO4）=2mol；結(jié)合基本單元的本意及“西瓜分割”，可以看出，微粒數(shù)目一定時，當(dāng)選取不同的基本單元時，物質(zhì)的量計算結(jié)果是不同的；基本單元取值越小，其物質(zhì)的量計算值越大，基本單元取值越大，其物質(zhì)的量計算值越大；顯然，一定的微粒數(shù)與分數(shù)中的分子位置類同，基本單元與分母類同。當(dāng)分子一定時，分母越小，其商越大，分母越大，其商越小。

教學(xué)過程中，之所以將“基本單元”的闡釋后置，主要是防止在物質(zhì)的量有關(guān)概念沒有學(xué)完及更沒有理解透徹時，再對“基本單元”進行討論、計算，有節(jié)外生枝、積重難返之虞。

1.3無公式計算 深刻理解阿伏伽德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積概念及單位（量綱）的含義，即可直接運算。如仔細觀察摩爾質(zhì)量的概念、單位，可以發(fā)現(xiàn)，它不僅具有定義的性質(zhì)，同時還具有計算之功能，如“5.3 釋義”：

無公式計算要求在學(xué)生深刻理解阿伏伽德羅常數(shù)、摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積概念及單位（量綱）的含義基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)“物質(zhì)的量”與“物質(zhì)質(zhì)量”之間的比例關(guān)系（數(shù)學(xué)關(guān)系）后即可靈活應(yīng)用，直接用于計算而不需要公式。

教學(xué)實踐中，教師可以結(jié)合無公式計算示范講解，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)計算重在概念的理解，而不物理、數(shù)學(xué)那樣注重、依賴公式及數(shù)字計算技巧：化學(xué)計算就是“概念”的計算。這樣將使學(xué)生知道真正、深刻理解概念的必要性及重要性。

2.建立“物質(zhì)的量”概念以后化學(xué)反應(yīng)方程式的讀法與計算應(yīng)用

2.1化學(xué)反應(yīng)方程式的讀法

（1）在沒有建立物質(zhì)的量的情況下化學(xué)反應(yīng)方程式3H2+N2=2NH3可讀為：

①3個氫分子與1個氮氣分子反應(yīng)后，生成2個氨分子；

②6份質(zhì)量的氫氣與28份質(zhì)量的氮氣反應(yīng)，可以生成34份質(zhì)量的氨氣。

（2）建立物質(zhì)的量概念以后，上述化學(xué)反應(yīng)方程式可讀為：

③3mol氫分子與1mol氮氣分子反應(yīng)后，生成2mol氨分子；

④6克氫氣與28克氮氣反應(yīng)可以生成34克氨氣。

⑤標準狀況下，322.4L的氫氣與22.4L的氮氣反應(yīng)，可生222.4L的氨氣。

2.2建立“物質(zhì)的量”概念以后化學(xué)反應(yīng)方程式計算應(yīng)用

例如：根據(jù)3H2+N2=2NH3在反應(yīng)，4g氫氣完全反應(yīng)，求出需要氮氣的質(zhì)量是多少；能生成多少氨氣。在沒有建立物質(zhì)的量的概念以前，本題則應(yīng)按下面過程計算：

3H2 + N2= 2NH3

6 28 34

4 x y

X=(4×28)/6 y=(4×34)/6

=18.7g =22.7g

建立物質(zhì)的量的概念以后，本題則按下面過程計算：

3H2 + N2 =2NH3

3 12

4/2xy

X=2/3(mol) y=(4/2) ×2/3(mol)

m (N2)= (2/3)×28 m(NH3)= (4/3) ×17

=18.7g= 22.7g

經(jīng)比較可以看出，在引入物質(zhì)的量的概念以后，計算的量值從小數(shù)變成整數(shù)，即計算由繁化簡。

3. “物質(zhì)的量”教學(xué)策略

（1）重視“引言”教學(xué) “引言”具有介紹問題的緣起，引入課題、學(xué)習(xí)該知識的意義等作用。因此，在教學(xué)中應(yīng)重視“引言”教學(xué)對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、興趣最終滿足教學(xué)及學(xué)習(xí)的需要的作用。

（2）類比法 消除神秘感、陌生感。為消除學(xué)生在學(xué)習(xí) “物質(zhì)的量”起始時產(chǎn)生神秘感和陌生感，在教學(xué)中采用系列對比的方式，把眾多物理量與物質(zhì)的量排入同一表格進行對比，使學(xué)生認識到：物質(zhì)的量不過是一種物理量，沒有什么神秘、陌生之處。

（3）由淺入深、循序漸進 對教材中知識原有的順序，應(yīng)在熟悉、吃透教材、熟悉學(xué)生學(xué)習(xí)能力的基礎(chǔ)上，根據(jù)知識的內(nèi)在規(guī)律及學(xué)生的認識規(guī)律，給予適當(dāng)調(diào)整；如在教學(xué)中，將“基本單元”的概念后移，可以避免難點集中、出現(xiàn)過早的弊端，有利于保護和發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。