物質的量計算及教學策略

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.有關物質的量計算

1.1“物質的量”在化學上的價值 “物質的量”在化學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“物質的量”的出發點就是為了計算。所以，“物質的量”相關計算應作“物質的量”教學的重點處置。

1.2 按照有關公式的計算

1.2.1 物質的量的相關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，各有關量的單位、符號及被表述物質的名稱必須正確，有關標注不得遺漏。

1.2.2物質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 有關物質的量的計算中，被計算的微觀粒子形式可以是原子、分子、離子、質子、中子、電子等粒子，也可以根據需要，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 許多學生對于原子、分子、離子、質子、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”則出現理解障礙。為了引導學生克服這個障礙，在教學中可以采用打比方的方式給予解決，如，對“現有阿伏伽德羅常數個H2SO4，分別以基本單元H2SO4和1/2H2SO4，求其物質的量。”的練習為例，把基本單元H2SO4當做一個整西瓜，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——回歸習題后進行計算，阿伏伽德羅常數個H2SO4，以基本單元H2SO4計算其物質的量n（H2SO4）=1mol；以基本單元1/2H2SO4，計算其物質的量n（1/2H2SO4）=2mol；結合基本單元的本意及“西瓜分割”，可以看出，微粒數目一定時，當選取不同的基本單元時，物質的量計算結果是不同的；基本單元取值越小，其物質的量計算值越大，基本單元取值越大，其物質的量計算值越大；顯然，一定的微粒數與分數中的分子位置類同，基本單元與分母類同。當分子一定時，分母越小，其商越大，分母越大，其商越小。

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

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

無公式計算要求在學生深刻理解阿伏伽德羅常數、摩爾質量、氣體摩爾體積概念及單位（量綱）的含義基礎上，發現“物質的量”與“物質質量”之間的比例關系（數學關系）后即可靈活應用，直接用于計算而不需要公式。

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

2.建立“物質的量”概念以后化學反應方程式的讀法與計算應用

2.1化學反應方程式的讀法

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

①3個氫分子與1個氮氣分子反應后，生成2個氨分子；

②6份質量的氫氣與28份質量的氮氣反應，可以生成34份質量的氨氣。

（2）建立物質的量概念以后，上述化學反應方程式可讀為：

③3mol氫分子與1mol氮氣分子反應后，生成2mol氨分子；

④6克氫氣與28克氮氣反應可以生成34克氨氣。

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

2.2建立“物質的量”概念以后化學反應方程式計算應用

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

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

經比較可以看出，在引入物質的量的概念以后，計算的量值從小數變成整數，即計算由繁化簡。

3. “物質的量”教學策略

（1）重視“引言”教學 “引言”具有介紹問題的緣起，引入課題、學習該知識的意義等作用。因此，在教學中應重視“引言”教學對激發學生的學習動機、興趣最終滿足教學及學習的需要的作用。

（2）類比法 消除神秘感、陌生感。為消除學生在學習 “物質的量”起始時產生神秘感和陌生感，在教學中采用系列對比的方式，把眾多物理量與物質的量排入同一表格進行對比，使學生認識到：物質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，應在熟悉、吃透教材、熟悉學生學習能力的基礎上，根據知識的內在規律及學生的認識規律，給予適當調整；如在教學中，將“基本單元”的概念后移，可以避免難點集中、出現過早的弊端，有利于保護和發揮學生學習的積極性。