“物質(zhì)的量的單位——摩爾”教學探索

楊麗 陳楊紅

【內(nèi)容摘要】物質(zhì)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(jīng)常會出現(xiàn)應(yīng)用錯誤。本文從一個化學方程式入手，從本質(zhì)上理解“摩爾”的概念，為有關(guān)“摩爾”的計算奠定基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】物質(zhì)的量 ?摩爾

一、教學目標定位

物質(zhì)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(guān)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(zhì)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(zhì)的量”這個概念學生缺乏生活經(jīng)驗基礎(chǔ)，不像長度，質(zhì)量等有生活經(jīng)驗做鋪墊，也不像元素及其化合物的性質(zhì)或者是離子反應(yīng)等可通過實驗直觀現(xiàn)象來幫助理解。

傳統(tǒng)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(zhì)的量”在計算中的應(yīng)用，過了新課學習這一段后，重應(yīng)用輕概念，學生也就不再將其視為難點，絕大多數(shù)學生都可以熟練應(yīng)用物質(zhì)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(zhì)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(yīng)用，讓學生在應(yīng)用中體會。

二、教學設(shè)計、教學思路

經(jīng)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(yīng)的這種簡單關(guān)系，也知道反應(yīng)中各物質(zhì)是按照一定的質(zhì)量關(guān)系進行化學反應(yīng)，在此基礎(chǔ)上，引出“物質(zhì)的量”概念。

1.創(chuàng)設(shè)情景，引入課題

在進行化學實驗時，不論是單質(zhì)還是化合物宏觀上大多都是肉眼可見并可稱得其質(zhì)量或量得其體積的，然而事實上化學反應(yīng)中原子、分子或離子等粒子按照一定數(shù)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(zhì)質(zhì)量和微觀微粒數(shù)目之間的聯(lián)系，來知道一定質(zhì)量物質(zhì)所含的微粒數(shù)目或者是知道微粒的數(shù)目能計算出物質(zhì)的質(zhì)量。

2.物質(zhì)的量、摩爾、阿伏伽德羅常數(shù)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(shù)目積累到一定大的時候就變成了宏觀可稱量的物質(zhì)。順勢引出物質(zhì)的量的概念就是這么一個表示一定數(shù)目粒子的集合體。并且這個一定數(shù)目是很龐大的數(shù)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(shù)據(jù)過于龐大，只用于描述微觀粒子不能用于計量宏觀物質(zhì)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(zhì)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(diào)動上來，他們很想知道這一個集合到底是多大。科學上規(guī)定：1mol物質(zhì)含有阿伏伽德羅常數(shù)個對應(yīng)粒子，此時，這個集合體到底是多大已經(jīng)呼之欲出。

阿伏伽德羅常數(shù)的定義已經(jīng)順理成章，而且引人入勝，講解之后，豁然開朗?！鞍⒎さ铝_常數(shù)規(guī)定為12克12C所含的碳原子數(shù)，約為6.02×1023 mol-1”，阿伏伽德羅常數(shù)就是描述了每摩爾物質(zhì)所含的微粒數(shù)目，單位應(yīng)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(shù)的單位為mol-1。

3.計算推導和鞏固應(yīng)用

根據(jù)阿伏伽德羅常數(shù)的定義：1mol物質(zhì)含有阿伏伽德羅常數(shù)個對應(yīng)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(shù)約為n×6.02×1023。

推導出微粒個數(shù)和物質(zhì)的量之間的關(guān)系：N=n×NA

同時講解：由于NA為常數(shù)，微粒個數(shù)N與物質(zhì)的量n之間成正比關(guān)系。并且微粒個數(shù)、阿伏伽德羅常數(shù)和物質(zhì)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(shè)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(chǔ)知識教學研究，成都市樹德中學.

[2] 方婷、王祖浩. 國內(nèi)外關(guān)于“物質(zhì)的量”概念的研究及啟示，《化學教育》，2008期第5期.

[3] 曹俐.《物質(zhì)的量》的教學設(shè)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）