突破“摩爾”這座大山

摘要：研究目的：“物質(zhì)的量”是橫亙在學(xué)生面前的一座大山，不選考化學(xué)，會面臨很多專業(yè)報(bào)考受限的窘境，創(chuàng)新思路，拿下摩爾這座山頭。方法：化學(xué)計(jì)算解決一個(gè)定量問題，如果和系數(shù)開比例，計(jì)算會簡單些。規(guī)定“12克碳-12含有的碳原子數(shù)為一堆。”一堆任何物質(zhì)都含有6.02*1023個(gè)微粒。這是個(gè)常數(shù)，我們稱之為阿伏伽德羅常數(shù)，用NA表示。標(biāo)準(zhǔn)堆，“12克碳-12為一堆”，一堆任何物質(zhì)的質(zhì)量以克為單位數(shù)值都等于它的化學(xué)式的式量。

結(jié)果：通過多年探索所教學(xué)生選化學(xué)比例保持在60%以上，會考合格率超97.6%

結(jié)論：質(zhì)量的單位是克，物質(zhì)的量的單位是堆。題目給了克數(shù)，我們只要換成堆數(shù)，就可與系數(shù)開比例了。要點(diǎn)：除著進(jìn)去、乘著出來。

關(guān)鍵詞：和系數(shù)開比例;系數(shù)比代表堆數(shù)比;克數(shù)換成堆數(shù)

高一化學(xué)學(xué)習(xí)中，“物質(zhì)的量”是橫亙在學(xué)生面前的一座大山，很多同學(xué)因?yàn)閷W(xué)習(xí)不得法，望而卻步，對化學(xué)學(xué)習(xí)興趣了然，從而將精力轉(zhuǎn)向其他學(xué)科，在新高考的背景下，即使會考化學(xué)不及格，也不影響參加高考，但是面臨很多專業(yè)報(bào)考受限的窘境。

在新高考、新課本的形勢下，創(chuàng)新思路，拿下摩爾這座山頭，使學(xué)生學(xué)習(xí)一路坦途。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)生今后的發(fā)展，為建設(shè)祖國，報(bào)效社會，成為屠呦呦、鐘南山那樣的偶像，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以魯科版高一新課本為例，集中闡述一點(diǎn)思路和做法，供大家參考。

首先，用視頻進(jìn)行情景再現(xiàn)，取一小塊鈉，質(zhì)量為4.6克，放入事先在燒杯里滴入幾滴酚酞的水中，觀察現(xiàn)象，同學(xué)們很容易通過觀察和回憶，答出，浮、熔、游、響、紅。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物為鈉和水，生成物分別為氫氧化鈉和氫氣。提問，我們能否根據(jù)發(fā)熱病人的體溫高低，隨意改變服用藥物的劑量呢？顯然是不行的。這就需要一個(gè)定量問題，我們只知道反應(yīng)物和生成物是不夠的，還需要進(jìn)一步弄清他們的數(shù)量關(guān)系，依據(jù)質(zhì)量守恒定律，和化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算即可。

2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2↑

2*23 2*18 2*40 2

用質(zhì)量比開比例進(jìn)行化學(xué)計(jì)算，對高一學(xué)生還是比較容易做到的。我們發(fā)現(xiàn)計(jì)算時(shí)的數(shù)字有點(diǎn)大，過二十甚至過百，都很正常。大家對二十以內(nèi)的加減乘除特別熟悉。有沒有可以把數(shù)字變得較小，計(jì)算更加輕松的辦法呢。答案是有的。化學(xué)方程式中的系數(shù)一般較小，如果和系數(shù)開比例，計(jì)算會簡單些。我們知道，化學(xué)方程式中系數(shù)代表微粒的個(gè)數(shù)比，而微粒個(gè)數(shù)顯然直接聯(lián)系現(xiàn)實(shí)中的化學(xué)反應(yīng)。那么，科學(xué)家就引入了一個(gè)新的物理量，稱為物質(zhì)的量，符號：n，用來表示物質(zhì)量的多少，它的單位是“堆”用符號mol表示。一堆一堆的來表示物質(zhì)的量的多少。像極了自行車可以作為代步工具，會使我們上學(xué)行路方便了許多。摩爾（mol）作為一個(gè)單位就是來解決化學(xué)計(jì)算太繁雜的。一堆有大有小，含義不固定不行。科學(xué)家制定了“堆”的標(biāo)準(zhǔn)，使得一堆有了科學(xué)的含義。規(guī)定“12克碳-12含有的碳原子數(shù)為一堆。”我們用N來表示微粒個(gè)數(shù)。那么每一堆物質(zhì)都含有相同的微粒個(gè)數(shù)，是多少個(gè)呢，這不用我們?nèi)ゲ椋茖W(xué)家早查好了，大約6.02*1023個(gè)。換句話說，一堆任何物質(zhì)都含有6.02*1023個(gè)微粒。這是個(gè)常數(shù)，我們稱之為阿伏伽德羅常數(shù)，用NA表示，記作6.02*1023mol-1。他是有單位的。不過我們在考試中一般都假設(shè)阿伏伽德羅的數(shù)值為NA，好的，我們先做一下練習(xí)，一堆有6.02*1023個(gè)，半堆呢，10堆呢。呵呵，同學(xué)們答得很準(zhǔn)確。我們一般說0.5NA，10NA，下面我們再來看，下面的化學(xué)方程式：系數(shù)比與微粒個(gè)數(shù)比

不難推出系數(shù)比還可代表堆數(shù)比，即物質(zhì)的量之比。如果知道了反應(yīng)體系中某物質(zhì)的堆數(shù)，即可利用系數(shù)比開比例進(jìn)行計(jì)算了。可是沒有一種衡器像天平，可以稱量物質(zhì)的質(zhì)量來量取物質(zhì)的量。怎么辦呢，我們再來看，標(biāo)準(zhǔn)堆，“12克碳-12為一堆”。一堆碳是12克，一堆其他物質(zhì)呢，簡而化之，一堆任何物質(zhì)的質(zhì)量一克為單位，都等于它的化學(xué)式的式量，比如，一堆鈉的質(zhì)量為23克，一堆水的質(zhì)量是18克。我們稱為摩爾質(zhì)量，用M表示，與式量的區(qū)別在于它有單位是g.mol-1不過無所謂，化學(xué)計(jì)算中間過程，可以不用寫單位。只要知道，質(zhì)量的單位是克，物質(zhì)的量的單位是堆。題目給了克數(shù)，我們只要換成堆數(shù)，就可與系數(shù)開比例了。我們在實(shí)驗(yàn)中投入的是4.6克鈉，現(xiàn)在先換堆數(shù)，我稱作除一下，簡稱除著進(jìn)去。4.6/23得到4.6克鈉為0.2堆，不難算出參加反應(yīng)的水也是0.2堆，生成的氫氧化鈉也是0.2堆，氫氣為0.1堆。若問生成的物質(zhì)質(zhì)量，再乘一下，或者說乘著出來，氫氧化鈉的質(zhì)量是0.2*40=8（克）。計(jì)算要點(diǎn)就是除著進(jìn)去、乘著出來。登山的到了這一步，難度就已克服了一半。接下來做練習(xí)。分別計(jì)算下列物質(zhì)的物質(zhì)的量（將克數(shù)換算成堆數(shù)、除以下）1、5.4克和H2O。2、19.6克H2SO4。3、4克NaOH。4、11克CO2 5、10克CaCO3。6、11.7克NaCl。7、11.2克Fe。注意公式n=m/M.再分別計(jì)算0.2堆（mol）下列物質(zhì)的質(zhì)量（將堆數(shù)換算成克數(shù)、乘以下）1、H2O 2、H2SO4 3、NaOH。4、CO2 5、CaCO3 6、 NaCl 7、Fe。公式是m=n*M

結(jié)論與思考

物質(zhì)的量作為新授課，要以解決化學(xué)計(jì)算系數(shù)比的升級2.0版為重點(diǎn)，不要過多糾纏阿伏伽德羅常數(shù)，和摩爾的叫法。讓學(xué)生盡可能直觀的了解，個(gè)數(shù)與堆數(shù)，質(zhì)量和堆數(shù)的相互轉(zhuǎn)換，就像步行改為騎自行車。摔跟頭是不可避免的，不能學(xué)周倉扛著馬攆關(guān)老爺。不會騎，就扛自行車上學(xué)，成為一種負(fù)擔(dān)。摩爾也無非像理發(fā)店里剃頭的王翠芬阿姨，改成了洗剪吹的托尼老師。咱也覺得人家叫王浩然比王建國洋氣，李梓萱比李雪琴顯得有文化。你要覺得接地氣，咱先用堆代替摩爾頂一會。啥時(shí)候，和國際接軌了，再高大上的叫摩爾，或摩。

參考文獻(xiàn)：

[1]王磊陳光巨[M]普通高中化學(xué)教科書必修第一冊濟(jì)南山東科學(xué)技術(shù)出版社2019年7月21-22.

作者簡介：

趙廣河，男，生于1965年12月，1985年7月畢業(yè)于濟(jì)南師專化學(xué)系，高級教師。1985年72011年獲濟(jì)南市長清區(qū)化學(xué)優(yōu)質(zhì)課一等獎。