廖文娟
(廈門外國語學(xué)校 福建 廈門 361000)
物質(zhì)的量是化學(xué)中最常用的物理量之一,由它可以導(dǎo)出摩爾質(zhì)量、氣體摩爾體積、物質(zhì)的量濃度等物理量,這些物理量被廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中。同時(shí)物質(zhì)的量也是高考考查的重要知識(shí)點(diǎn)。因此,無論是老師還是學(xué)生對(duì)這節(jié)內(nèi)容都是非常重視的。但在實(shí)際教學(xué)中,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)這節(jié)內(nèi)容時(shí)存在較大的困難。
“物質(zhì)的量”這一節(jié)內(nèi)容對(duì)于大部分學(xué)生來說學(xué)習(xí)起來難度較大。首先,概念難于理解。在“物質(zhì)的量”教學(xué)過程中,經(jīng)常聽學(xué)生抱怨不知道什么是物質(zhì)的量。其次,計(jì)算存在較大困難。單獨(dú)問公式能說得出來,但一旦要利用公式進(jìn)行計(jì)算,學(xué)生就會(huì)顯得束手無策,也就是說單獨(dú)公式記憶沒有問題,但是公式應(yīng)用存在很大困難,尤其是在需要用到多個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)。
從教師的角度分析,有關(guān)物質(zhì)的量的概念的理解及其相關(guān)計(jì)算并沒有那么難,為什么學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)存在這么大的困難。首先我們先從高一學(xué)生所具有的化學(xué)計(jì)算能力來看,在初三化學(xué)教材中,只在兩個(gè)單元對(duì)計(jì)算進(jìn)行了教學(xué),分別是九年級(jí)上冊(cè)第五單元課題3《利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算》和九年級(jí)下冊(cè)第九單元課題3《溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)》。在化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)第五單元課題3《利用化學(xué)方程式的簡單計(jì)算》中,只要求學(xué)生學(xué)習(xí)有關(guān)純物質(zhì)的計(jì)算,所以本課題計(jì)算難度不是很大[1]。而在化學(xué)九年級(jí)下冊(cè)第九單元課題3《溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)》中,重點(diǎn)是要求學(xué)生掌握溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的概念及簡單計(jì)算[2]。由此可見,在初三化學(xué)教學(xué)中,更注重的是培養(yǎng)學(xué)生的定性分析能力,而對(duì)定量分析的要求則很低,所以初三畢業(yè)生所具備的化學(xué)計(jì)算能力是比較低的。而且進(jìn)入高一以后并沒有進(jìn)行相關(guān)的銜接,而是直接就開始上高一內(nèi)容。所以有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算對(duì)他們來說難度太大了。另一方面,在有關(guān)物質(zhì)的量計(jì)算中,往往要用多個(gè)公式,要轉(zhuǎn)好幾個(gè)彎,學(xué)生在選擇用哪些公式,怎么用方面往往存在較大困難。
在“物質(zhì)的量”教學(xué)過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在很大的困難,這嚴(yán)重挫傷了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性。所以如何改進(jìn)這節(jié)內(nèi)容的教學(xué)方法是至關(guān)重要的。筆者根據(jù)自己的上課情況以及課后反思,對(duì)于如何解決《物質(zhì)的量》教學(xué)過程中所面臨的困難從以下幾個(gè)方面提出自己的看法。
“物質(zhì)的量”這個(gè)物理量學(xué)生覺得比較難理解,原因應(yīng)該是多方面的。首先從構(gòu)詞法來看,在七個(gè)物理量(長度、質(zhì)量、時(shí)間、電流強(qiáng)度、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強(qiáng)度)中,物質(zhì)的量讀起來就很拗口,這也不便于學(xué)生對(duì)它的理解。其次,物質(zhì)的量在日常生活中并沒有得到應(yīng)用,沒有人會(huì)說要買1摩爾的油,或是5摩爾的水,所以這種陌生感也會(huì)使學(xué)生覺得難以理解。鑒于此,筆者建議在物質(zhì)的量教學(xué)過程中,不要過分地強(qiáng)調(diào)概念,只要讓學(xué)生明白物質(zhì)的量是一個(gè)化學(xué)中常用的物理量,是為了把物質(zhì)的宏觀量與原子、分子、離子等微觀粒子的數(shù)量聯(lián)系起來而引入的。另外對(duì)于物質(zhì)的量的單位——摩爾的介紹可以從日常生活中常用的單位引入,利用概念遷移。
課堂練習(xí)對(duì)于學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)起到非常重要的作用。一方面它可以幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí),另一方面它又幫助學(xué)生更進(jìn)一步地理解所學(xué)知識(shí)的內(nèi)涵和外延。因此,教師在選擇課堂練習(xí)時(shí)要十分慎重,決不能掉以輕心。不但要選擇典型的例子,而且難度要與所教班級(jí)的學(xué)生的總體水平相符,既不能讓學(xué)生覺得太簡單,沒意思,也不能讓他們覺得太難,失去信心。要讓他們感覺跳一跳就可以夠得著。另外,習(xí)題之間應(yīng)該要有難度梯度,要體現(xiàn)學(xué)生思維和能力進(jìn)步的過程。
物質(zhì)的量是一座連接宏觀概念(如質(zhì)量、體積)和微觀概念(如微粒數(shù)目)的重要橋梁。具體可以用下圖表示:
在有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算過程中要充分體現(xiàn)物質(zhì)的量的橋梁作用,如:
【例1】求22g CO2中含有的分子數(shù)以及氧原子數(shù)。
分析:已知CO2的質(zhì)量(宏觀量),求CO2的分子數(shù)、氧原子數(shù)(微觀量),要實(shí)現(xiàn)從宏觀量向微觀量的轉(zhuǎn)化,要通過物質(zhì)的量這座橋梁,先根據(jù)CO2質(zhì)量求出CO2物質(zhì)的量,再根據(jù)CO2物質(zhì)的量求出CO2分子數(shù)和氧原子數(shù),具體解法如下:
所謂逆向思維就是不按習(xí)慣思維方向,而是從其反方向進(jìn)行思考的一種思維方式[3]。
學(xué)生在有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算時(shí),經(jīng)常沒有方向感,不知道該選用哪個(gè)公式。這時(shí)我們可以采用逆向思維,不從已知條件入手,而從欲求的物理量入手進(jìn)行反推。接下來就結(jié)合下面這道例題詳細(xì)講解。
【例2】在0.8g某物質(zhì)中含有3.01×1022個(gè)分子,該物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量約為( )
A.8 B.16 C.64 D.160
答案:B
新課上完后都會(huì)有習(xí)題課,既要復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn),又要對(duì)作業(yè)中的錯(cuò)題進(jìn)行講解。此時(shí)切忌毫無組織的東講一題,西講一題,而是應(yīng)該對(duì)學(xué)生的易錯(cuò)題進(jìn)行分類講解,這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。在教學(xué)過程中筆者發(fā)現(xiàn)在有關(guān)物質(zhì)的量的習(xí)題中學(xué)生易錯(cuò)的題主要有以下幾類:
(1)求電子數(shù)
【例3】求1.8g H2O中所含的電子數(shù)?
(2)氣體摩爾體積的使用
標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體的摩爾體積約為22.4 L/mol,在使用22.4 L/mol進(jìn)行計(jì)算時(shí)要特別注意該數(shù)據(jù)適用的條件:溫度為0℃,氣壓為101KPa,物質(zhì)的狀態(tài)為氣態(tài)。
【例4】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù),下列說法中正確的是( )
A.常溫常壓下,11.2L氯氣含有的分子數(shù)為0.5NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L水中含有NA個(gè)水分子
C.常溫常壓下,32g氧氣所含原子數(shù)目為2NA
D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氦氣與22.4L氫氣所含原子數(shù)均為2NA
分析:選項(xiàng)A,不是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,所以不能用22.4L/mol進(jìn)行計(jì)算,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤;選項(xiàng)B,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,水不是氣態(tài),所以也不能用22.4L/mol進(jìn)行計(jì)算,所以選項(xiàng)B也錯(cuò)誤;選項(xiàng)C,32g氧氣的物質(zhì)的量為1mol,氧氣為雙原子分子,所以1mol O2含有2mol O,原子數(shù)目為2NA,選項(xiàng)C正確;選項(xiàng)D,標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L氦氣與22.4L氫氣的物質(zhì)的量均為1mol,但是氦氣等稀有氣體為單原子分子,所以1mol He所含原子數(shù)為NA,而氫氣為雙原子分子,所以1mol H2所含原子數(shù)為2NA,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
答案:C
(3)求離子濃度
【例5】下列溶液中含Cl-濃度最大的是( )
A.10mL 0.1mol·L-1的氯化鋁溶液
B.30mL 0.1mol·L-1的氯化鈣溶液
C.30mL 0.2mol·L-1的氯化鉀溶液
D.40mL 0.25mol·L-1的氯化鈉溶液 分析:本題學(xué)生較容易誤選D,究其原因?qū)W生在計(jì)算離子的物質(zhì)的量濃度時(shí)沒有注意到在算出離子的物質(zhì)的量后還要再除以溶液體積。其實(shí)離子濃度只跟化合物濃度和化合物中該離子的腳標(biāo)有關(guān),與溶液體積無關(guān),具體分析如下:
用RClx代表化合物,假設(shè)現(xiàn)有a mol/LRClx溶液VL,求 Cl-濃度。
從公式推導(dǎo)中,我們不難發(fā)現(xiàn),離子濃度等于化合物的濃度與化合物中該離子腳標(biāo)的乘積。
所以 A 中 c(Cl-)=0.1mol·L-1×3=0.3mol·L-1;B 中 c(Cl-)=0.1mol·L-1×2=0.2mol·L-1;
C 中 c (Cl-)=0.2mol·L-1×=0.2mol·L-1;D 中 c (Cl-)=0.25mol·L-1×1=0.25mol·L-1。
答案:A
總之,在有關(guān)物質(zhì)的量的教學(xué)過程中要充分考慮初中畢業(yè)生所具備的知識(shí)水平和能力水平,在教學(xué)過程中搭好臺(tái)階讓學(xué)生能一步一個(gè)腳印扎實(shí)前進(jìn),切實(shí)做好初高中銜接。
[1] 人教社化學(xué)課程教材研發(fā)中心.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué)(九年級(jí)上冊(cè))[M].北京:人民教育出版社,2010
[2] 人教社化學(xué)課程教材研發(fā)中心.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·化學(xué) (九年級(jí)下冊(cè))[M].北京:人民教育出版社,2010
[3] 趙儀儉.數(shù)學(xué)解題中的逆向思維及其應(yīng)用[J].中國校外教育理論,2008,(22)