關(guān)于“化學(xué)計(jì)量”的幾點(diǎn)思考與建議

孫永輝 劉江田

（1 江蘇省高淳高級中學(xué) 江蘇 南京 211300；2 江蘇省南京市教研室 江蘇 南京 210001）

以物質(zhì)的量為中心的化學(xué)計(jì)量是整個高中化學(xué)計(jì)算的核心 （如圖1 所示）。學(xué)好各種化學(xué)計(jì)量的概念、熟練應(yīng)用相關(guān)計(jì)算公式是學(xué)好高中化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

筆者在多年的一線教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在“化學(xué)計(jì)量” 的學(xué)習(xí)中存在著諸多學(xué)習(xí)障礙點(diǎn)或難點(diǎn)。造成這些障礙點(diǎn)或難點(diǎn)的原因不完全是老師講的不清楚、強(qiáng)調(diào)的不夠，筆者認(rèn)為可能還有學(xué)生的前概念造成誤導(dǎo)、教材概念表述不清、公式表示不統(tǒng)一等原因。下面是筆者的一些思考與建議，希望能拋磚引玉，與化學(xué)界同仁進(jìn)行一些交流與討論。

一、阿伏加德羅常數(shù)

阿伏加德羅常數(shù)是將物質(zhì)的量與微觀粒子數(shù)聯(lián)系起來的橋梁（n＝N／NA）。三種不同版本教材對阿伏加德羅常數(shù)的相關(guān)描述如表1 所示。

表1 三種教材“阿伏加德羅常數(shù)”內(nèi)容的編寫比較［1］ ［2］ ［3］

1．阿伏加德羅常數(shù)的單位

實(shí)際教學(xué)中， 阿伏加德羅常數(shù)的單位總是令很多學(xué)生難以理解。根據(jù)人教版“把1 mol 任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)”和蘇教版“0．012 kg C－12 中所含有的原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)”理解，阿伏加德羅常數(shù)應(yīng)約為6．02×1023或6．02×1023個，三種教材最終又認(rèn)為阿伏加德羅常數(shù)為（或近似為）6．02×1023mol－1。

筆者認(rèn)為，“單位物質(zhì)的量的任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù)”［4］， 阿伏加德羅常數(shù)約為6．02×1023個／摩爾，其中文單位為“個／摩爾”或“個／摩”。在英文中，“1 個原子”說成“an atom”，“2 個原子”說成“two atoms”；由于英文對個數(shù)的表示習(xí)慣，使得“個”在英文中無法體現(xiàn)，故阿伏加德羅常數(shù)用英文表示時，只能寫成“6．02×1023mol－1”，單位只能是“mol－1”。

2．阿伏加德羅常數(shù)還是阿伏加德羅常量

根據(jù)三種教材知，阿伏加德羅常數(shù)NA≈6．02×1023mol－1。在近年高考試題或練習(xí)中，經(jīng)常出現(xiàn)“阿伏加德羅常數(shù)”表述令學(xué)生難以理解的情況。以2014年各地高考試題為例，試題中關(guān)于“阿伏加德羅常數(shù)”的表述如表2 所示。

表2 2014年各地高考試題中關(guān)于“阿伏加德羅常數(shù)”表述比較

常數(shù)顧名思義， 即固定不變的數(shù)值， 如圓周率π≈3．14159……［5］；中國科學(xué)院科技名詞審定委員會建議，凡有單位的常數(shù)應(yīng)改稱“常量”［6］。故筆者認(rèn)為，高中三種必修1 教材中所提到的 “阿伏加德羅常數(shù)”應(yīng)改為“阿伏加德羅常量”［大學(xué)《無機(jī)化學(xué)》（上冊）（三所師范大學(xué)編，第四版）中已表述為“阿伏加德羅常量”］， 即阿伏加德羅常量NA≈6．02×1023mol－1；0．012 kg12C 所含碳原子數(shù)只能叫做 “阿伏加德羅數(shù)”［6］，其值約為6．02×1023，量綱為1［6］。

表2 中“全國大綱卷”、“四川卷”、“江蘇卷”想表達(dá)的是“用NA表示阿伏加德羅數(shù)”。筆者認(rèn)為，NA就是阿伏加德羅常量，當(dāng)然也不能“設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值”；如用0．2NA來表示微粒個數(shù)，學(xué)生可能理解微粒個數(shù)為0．2×6．02×1023mol－1或0．2×6．02×1023個／摩，顯然會給學(xué)生帶來很大困惑和不解。值得借鑒的是，2011～2014年廣東省高考化學(xué)試題一直用 “設(shè)nA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說法正確的是”表述，這種表述比較科學(xué)，不會引起歧義。

綜上所述，筆者建議：“阿伏加德羅常數(shù)”改為“阿伏加德羅常量”，符號仍為NA，阿伏加德羅數(shù)可用nA表示，則有NA＝nAmol－1≈6．02×1023mol－1。

二、化學(xué)計(jì)量公式

以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算是整個高中化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)。正確理解公式中各物理量及其符號的含義、規(guī)范靈活地用好公式，是學(xué)好化學(xué)計(jì)算的基本功。

1．物質(zhì)的量濃度公式中的符號

以物質(zhì)的量為中心的計(jì)算公式中，每個物理量的符號都應(yīng)有一定的出處， 如N 是數(shù)目的英文number的首字母，m 是質(zhì)量的英文mass 的首字母等。三種教材中，物質(zhì)的量濃度的公式均可表示為（其中cB表示溶質(zhì)B 的物質(zhì)的量濃度，nB表示溶質(zhì)B 的物質(zhì)的量，V 表示溶液的體積）。濃度的英文單詞為concentration，體積的英文單詞為volume，故分別用英文單詞的首字母c 表示濃度、V 表示溶液體積無可厚非； 而溶質(zhì)的英文單詞為solute［7］，用B 表示溶質(zhì)就不好理解了，所以筆者建議用S 表示溶質(zhì)。

2．化學(xué)計(jì)量公式的表示

三種教材在公式的應(yīng)用方面，都通過例題進(jìn)行了很好的示范。筆者將實(shí)際教學(xué)中學(xué)生不規(guī)范問題與教材解題示范對比如表3 所示。

表3 三種教材“解題示范”與學(xué)生常見問題對比［1］ ［2］ ［3］

可見，學(xué)生的不規(guī)范問題主要表現(xiàn)為，公式中不注明具體的物質(zhì)或注明的方式不規(guī)范。究其形成原因，除學(xué)生本身習(xí)慣、教師講解等因素外，筆者認(rèn)為還有兩個重要原因。

為解決學(xué)生的這些不規(guī)范問題，筆者在教學(xué)中除做好示范、強(qiáng)調(diào)規(guī)范外，還對公式進(jìn)行了改進(jìn)（以人教版公式為例改進(jìn)），如表4 所示。

表4 “化學(xué)計(jì)量”公式改進(jìn)前后對比

筆者用改進(jìn)后的公式進(jìn)行了實(shí)際教學(xué)測試， 發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生都能夠在公式中注明指定化學(xué)物質(zhì)，規(guī)范意識大為提升。這是一次頗為有意義的嘗試。

希望有關(guān)專家或部門在修訂教材或重新編寫教材時，能夠兼顧學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際，做出一些合理的改變或優(yōu)化，以期達(dá)到方便學(xué)生學(xué)習(xí)、幫助學(xué)生養(yǎng)成書寫規(guī)范的目的。

［1］宋心琦主編．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：化學(xué)1（必修）［M］．北京：人民教育出版社，2014

［2］王祖浩主編．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：化學(xué)1（必修［M］）．南京：江蘇教育出版社，2005

［3］王磊主編．普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書：化學(xué)1（必修）［M］．濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2011

［4］陳廷?。P(guān)于規(guī)范使用“阿伏加德羅常數(shù)”的思考［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2012，（4）：43～44

［5］常量與常數(shù)的區(qū)別［J］．青海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，（6）：43

［6］北京師范大學(xué)，華中師范大學(xué)，南京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室．無機(jī)化學(xué)（上冊）［M］．北京：高等教育出版社，2006

［7］南京大學(xué)化學(xué)系．物理化學(xué)詞典［M］．北京：科學(xué)出版社，1988：80