關于“化學計量”的幾點思考與建議

孫永輝 劉江田

（1 江蘇省高淳高級中學 江蘇 南京 211300；2 江蘇省南京市教研室 江蘇 南京 210001）

以物質的量為中心的化學計量是整個高中化學計算的核心 （如圖1 所示）。學好各種化學計量的概念、熟練應用相關計算公式是學好高中化學計算的基礎和關鍵。

筆者在多年的一線教學實踐中發現，學生在“化學計量” 的學習中存在著諸多學習障礙點或難點。造成這些障礙點或難點的原因不完全是老師講的不清楚、強調的不夠，筆者認為可能還有學生的前概念造成誤導、教材概念表述不清、公式表示不統一等原因。下面是筆者的一些思考與建議，希望能拋磚引玉，與化學界同仁進行一些交流與討論。

一、阿伏加德羅常數

阿伏加德羅常數是將物質的量與微觀粒子數聯系起來的橋梁（n＝N／NA）。三種不同版本教材對阿伏加德羅常數的相關描述如表1 所示。

表1 三種教材“阿伏加德羅常數”內容的編寫比較［1］ ［2］ ［3］

1．阿伏加德羅常數的單位

實際教學中， 阿伏加德羅常數的單位總是令很多學生難以理解。根據人教版“把1 mol 任何粒子的粒子數叫做阿伏加德羅常數”和蘇教版“0．012 kg C－12 中所含有的原子數為阿伏加德羅常數”理解，阿伏加德羅常數應約為6．02×1023或6．02×1023個，三種教材最終又認為阿伏加德羅常數為（或近似為）6．02×1023mol－1。

筆者認為，“單位物質的量的任何粒子的粒子數叫做阿伏加德羅常數”［4］， 阿伏加德羅常數約為6．02×1023個／摩爾，其中文單位為“個／摩爾”或“個／摩”。在英文中，“1 個原子”說成“an atom”，“2 個原子”說成“two atoms”；由于英文對個數的表示習慣，使得“個”在英文中無法體現，故阿伏加德羅常數用英文表示時，只能寫成“6．02×1023mol－1”，單位只能是“mol－1”。

2．阿伏加德羅常數還是阿伏加德羅常量

根據三種教材知，阿伏加德羅常數NA≈6．02×1023mol－1。在近年高考試題或練習中，經常出現“阿伏加德羅常數”表述令學生難以理解的情況。以2014年各地高考試題為例，試題中關于“阿伏加德羅常數”的表述如表2 所示。

表2 2014年各地高考試題中關于“阿伏加德羅常數”表述比較

常數顧名思義， 即固定不變的數值， 如圓周率π≈3．14159……［5］；中國科學院科技名詞審定委員會建議，凡有單位的常數應改稱“常量”［6］。故筆者認為，高中三種必修1 教材中所提到的 “阿伏加德羅常數”應改為“阿伏加德羅常量”［大學《無機化學》（上冊）（三所師范大學編，第四版）中已表述為“阿伏加德羅常量”］， 即阿伏加德羅常量NA≈6．02×1023mol－1；0．012 kg12C 所含碳原子數只能叫做 “阿伏加德羅數”［6］，其值約為6．02×1023，量綱為1［6］。

表2 中“全國大綱卷”、“四川卷”、“江蘇卷”想表達的是“用NA表示阿伏加德羅數”。筆者認為，NA就是阿伏加德羅常量，當然也不能“設NA為阿伏加德羅常數的值”；如用0．2NA來表示微粒個數，學生可能理解微粒個數為0．2×6．02×1023mol－1或0．2×6．02×1023個／摩，顯然會給學生帶來很大困惑和不解。值得借鑒的是，2011～2014年廣東省高考化學試題一直用 “設nA為阿伏加德羅常數的數值。下列說法正確的是”表述，這種表述比較科學，不會引起歧義。

綜上所述，筆者建議：“阿伏加德羅常數”改為“阿伏加德羅常量”，符號仍為NA，阿伏加德羅數可用nA表示，則有NA＝nAmol－1≈6．02×1023mol－1。

二、化學計量公式

以物質的量為中心的計算是整個高中化學計算的基礎。正確理解公式中各物理量及其符號的含義、規范靈活地用好公式，是學好化學計算的基本功。

1．物質的量濃度公式中的符號

以物質的量為中心的計算公式中，每個物理量的符號都應有一定的出處， 如N 是數目的英文number的首字母，m 是質量的英文mass 的首字母等。三種教材中，物質的量濃度的公式均可表示為（其中cB表示溶質B 的物質的量濃度，nB表示溶質B 的物質的量，V 表示溶液的體積）。濃度的英文單詞為concentration，體積的英文單詞為volume，故分別用英文單詞的首字母c 表示濃度、V 表示溶液體積無可厚非； 而溶質的英文單詞為solute［7］，用B 表示溶質就不好理解了，所以筆者建議用S 表示溶質。

2．化學計量公式的表示

三種教材在公式的應用方面，都通過例題進行了很好的示范。筆者將實際教學中學生不規范問題與教材解題示范對比如表3 所示。

表3 三種教材“解題示范”與學生常見問題對比［1］ ［2］ ［3］

可見，學生的不規范問題主要表現為，公式中不注明具體的物質或注明的方式不規范。究其形成原因，除學生本身習慣、教師講解等因素外，筆者認為還有兩個重要原因。

為解決學生的這些不規范問題，筆者在教學中除做好示范、強調規范外，還對公式進行了改進（以人教版公式為例改進），如表4 所示。

表4 “化學計量”公式改進前后對比

筆者用改進后的公式進行了實際教學測試， 發現絕大多數學生都能夠在公式中注明指定化學物質，規范意識大為提升。這是一次頗為有意義的嘗試。

希望有關專家或部門在修訂教材或重新編寫教材時，能夠兼顧學生學習的實際，做出一些合理的改變或優化，以期達到方便學生學習、幫助學生養成書寫規范的目的。

［1］宋心琦主編．普通高中課程標準實驗教科書：化學1（必修）［M］．北京：人民教育出版社，2014

［2］王祖浩主編．普通高中課程標準實驗教科書：化學1（必修［M］）．南京：江蘇教育出版社，2005

［3］王磊主編．普通高中課程標準實驗教科書：化學1（必修）［M］．濟南：山東科學技術出版社，2011

［4］陳廷俊．關于規范使用“阿伏加德羅常數”的思考［J］．中學化學教學參考，2012，（4）：43～44

［5］常量與常數的區別［J］．青海大學學報：自然科學版，2008，（6）：43

［6］北京師范大學，華中師范大學，南京師范大學無機化學教研室．無機化學（上冊）［M］．北京：高等教育出版社，2006

［7］南京大學化學系．物理化學詞典［M］．北京：科學出版社，1988：80