关于“化学计量”的几点思考与建议

2015-03-13孙永辉刘江田

化学教与学 2015年1期

孙永辉刘江田

（1 江苏省高淳高级中学江苏南京 211300；2 江苏省南京市教研室江苏南京 210001）

以物质的量为中心的化学计量是整个高中化学计算的核心（如图1 所示）。学好各种化学计量的概念、熟练应用相关计算公式是学好高中化学计算的基础和关键。

笔者在多年的一线教学实践中发现，学生在“化学计量” 的学习中存在着诸多学习障碍点或难点。造成这些障碍点或难点的原因不完全是老师讲的不清楚、强调的不够，笔者认为可能还有学生的前概念造成误导、教材概念表述不清、公式表示不统一等原因。下面是笔者的一些思考与建议，希望能抛砖引玉，与化学界同仁进行一些交流与讨论。

一、阿伏加德罗常数

阿伏加德罗常数是将物质的量与微观粒子数联系起来的桥梁（n＝N／NA）。三种不同版本教材对阿伏加德罗常数的相关描述如表1 所示。

表1 三种教材“阿伏加德罗常数”内容的编写比较［1］［2］［3］

1．阿伏加德罗常数的单位

实际教学中，阿伏加德罗常数的单位总是令很多学生难以理解。根据人教版“把1 mol 任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数”和苏教版“0．012 kg C－12 中所含有的原子数为阿伏加德罗常数”理解，阿伏加德罗常数应约为6．02×1023或6．02×1023个，三种教材最终又认为阿伏加德罗常数为（或近似为）6．02×1023mol－1。

笔者认为，“单位物质的量的任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数”［4］，阿伏加德罗常数约为6．02×1023个／摩尔，其中文单位为“个／摩尔”或“个／摩”。在英文中，“1 个原子”说成“an atom”，“2 个原子”说成“two atoms”；由于英文对个数的表示习惯，使得“个”在英文中无法体现，故阿伏加德罗常数用英文表示时，只能写成“6．02×1023mol－1”，单位只能是“mol－1”。

2．阿伏加德罗常数还是阿伏加德罗常量

根据三种教材知，阿伏加德罗常数NA≈6．02×1023mol－1。在近年高考试题或练习中，经常出现“阿伏加德罗常数”表述令学生难以理解的情况。以2014年各地高考试题为例，试题中关于“阿伏加德罗常数”的表述如表2 所示。

表2 2014年各地高考试题中关于“阿伏加德罗常数”表述比较

常数顾名思义，即固定不变的数值，如圆周率π≈3．14159……［5］；中国科学院科技名词审定委员会建议，凡有单位的常数应改称“常量”［6］。故笔者认为，高中三种必修1 教材中所提到的 “阿伏加德罗常数”应改为“阿伏加德罗常量”［大学《无机化学》（上册）（三所师范大学编，第四版）中已表述为“阿伏加德罗常量”］，即阿伏加德罗常量NA≈6．02×1023mol－1；0．012 kg12C 所含碳原子数只能叫做 “阿伏加德罗数”［6］，其值约为6．02×1023，量纲为1［6］。

表2 中“全国大纲卷”、“四川卷”、“江苏卷”想表达的是“用NA表示阿伏加德罗数”。笔者认为，NA就是阿伏加德罗常量，当然也不能“设NA为阿伏加德罗常数的值”；如用0．2NA来表示微粒个数，学生可能理解微粒个数为0．2×6．02×1023mol－1或0．2×6．02×1023个／摩，显然会给学生带来很大困惑和不解。值得借鉴的是，2011～2014年广东省高考化学试题一直用 “设nA为阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是”表述，这种表述比较科学，不会引起歧义。

综上所述，笔者建议：“阿伏加德罗常数”改为“阿伏加德罗常量”，符号仍为NA，阿伏加德罗数可用nA表示，则有NA＝nAmol－1≈6．02×1023mol－1。

二、化学计量公式

以物质的量为中心的计算是整个高中化学计算的基础。正确理解公式中各物理量及其符号的含义、规范灵活地用好公式，是学好化学计算的基本功。

1．物质的量浓度公式中的符号

以物质的量为中心的计算公式中，每个物理量的符号都应有一定的出处，如N 是数目的英文number的首字母，m 是质量的英文mass 的首字母等。三种教材中，物质的量浓度的公式均可表示为（其中cB表示溶质B 的物质的量浓度，nB表示溶质B 的物质的量，V 表示溶液的体积）。浓度的英文单词为concentration，体积的英文单词为volume，故分别用英文单词的首字母c 表示浓度、V 表示溶液体积无可厚非；而溶质的英文单词为solute［7］，用B 表示溶质就不好理解了，所以笔者建议用S 表示溶质。