“物質的量的單位——摩爾”教學探索

楊麗 陳楊紅

【內容摘要】物質的量是國際單位制的7個基本單位之一，在中學化學計算中處于重要地位。由于“摩爾”概念比較抽象，經常會出現應用錯誤。本文從一個化學方程式入手，從本質上理解“摩爾”的概念，為有關“摩爾”的計算奠定基礎。

【關鍵詞】物質的量 ?摩爾

一、教學目標定位

物質的量是中學化學中一個十分重要的概念，貫穿于高中化學的始終，在化學計算中處于核心位置。但是相關概念比較抽象，理解起來晦澀難懂，每每教學進行到這兒學生都喊難，難在哪兒？

首先，是東西方文化差異給學生造成的學習障礙：“物質的量”更像我們漢語里有定語的短語而不是一個名詞。其次，“物質的量”這個概念學生缺乏生活經驗基礎，不像長度，質量等有生活經驗做鋪墊，也不像元素及其化合物的性質或者是離子反應等可通過實驗直觀現象來幫助理解。

傳統的教學中往往花費較多的課時進行全面細致的概念講解，但學生的這些學習困難仍然存在，然而，隨著化學學習的深入和“物質的量”在計算中的應用，過了新課學習這一段后，重應用輕概念，學生也就不再將其視為難點，絕大多數學生都可以熟練應用物質的量進行計算和表述。所以這部分的教學目標定位于：認識摩爾是物質的量的單位，能進行簡單的化學計算。不必過多的糾纏于概念的剖析而重在簡單應用，讓學生在應用中體會。

二、教學設計、教學思路

經過初中化學的學習，學生能夠理解一個分子與幾個分子反應的這種簡單關系，也知道反應中各物質是按照一定的質量關系進行化學反應，在此基礎上，引出“物質的量”概念。

1.創設情景，引入課題

在進行化學實驗時，不論是單質還是化合物宏觀上大多都是肉眼可見并可稱得其質量或量得其體積的，然而事實上化學反應中原子、分子或離子等粒子按照一定數目比進行的，而這些粒子又是肉眼看不見而且難以稱量的。需要一個橋梁來建立宏觀上可稱量的物質質量和微觀微粒數目之間的聯系，來知道一定質量物質所含的微粒數目或者是知道微粒的數目能計算出物質的質量。

2.物質的量、摩爾、阿伏伽德羅常數等概念的導出

一個分子看不見摸不著，無法稱量，一百個，一萬個也還是無法稱量，但是當數目積累到一定大的時候就變成了宏觀可稱量的物質。順勢引出物質的量的概念就是這么一個表示一定數目粒子的集合體。并且這個一定數目是很龐大的數目，可以達到十的二十幾次方，所以用個來計量很不方便，把很多個微粒打包用摩爾計量。由于數據過于龐大，只用于描述微觀粒子不能用于計量宏觀物質且使用時要指明微粒的名稱，緊接著用幾個是非判斷來強化物質的量、摩爾的使用注意事項。

到底選擇多少個粒子作為一個集合也就是1mol合適呢？此時學生學習興趣已被調動上來，他們很想知道這一個集合到底是多大。科學上規定：1mol物質含有阿伏伽德羅常數個對應粒子，此時，這個集合體到底是多大已經呼之欲出。

阿伏伽德羅常數的定義已經順理成章，而且引人入勝，講解之后，豁然開朗。“阿伏伽德羅常數規定為12克12C所含的碳原子數，約為6.02×1023 mol-1”，阿伏伽德羅常數就是描述了每摩爾物質所含的微粒數目，單位應為：個/mol，但是西方的計量單位中沒有“個”，所以阿伏伽德羅常數的單位為mol-1。

3.計算推導和鞏固應用

根據阿伏伽德羅常數的定義：1mol物質含有阿伏伽德羅常數個對應粒子。即：1mol O2中約含6.02×1023氧分子。

nmol的某種微粒集合體中所含的微粒數約為n×6.02×1023。

推導出微粒個數和物質的量之間的關系：N=n×NA

同時講解：由于NA為常數，微粒個數N與物質的量n之間成正比關系。并且微粒個數、阿伏伽德羅常數和物質的量三個物理量中已知任意兩個可以求出另外一個。

三、教學反思

在教學中，用上述設計講解，有80%學生明顯能夠獨立完成練習題，僅個別學生，有這樣那樣的問題。此方法從學生已有知識入手，學生容易理解，符合學生的學習心理和循序漸進的教學原則。

【參考文獻】

[1] 趙鳳玲. 新課程背景下高一化學基礎知識教學研究，成都市樹德中學.

[2] 方婷、王祖浩. 國內外關于“物質的量”概念的研究及啟示，《化學教育》，2008期第5期.

[3] 曹俐.《物質的量》的教學設計，貴陽市第三實驗中學.

（作者單位：湖北省十堰市東風高級中學;湖北省十堰市實驗中學）