1、 1如何理解物质的量与摩尔?车 琳 (甘肃省清水县第六中学)一、同学们为什么难于理解“物质的量”与“摩尔”“物质的量”与“摩尔”是同学们难于理解的概念,是学习的难点内容,也是同学们感觉非常抽象的概念,因为我们的母语其词面含义往往能揭示其概念的内涵,沿袭我们的汉语思维习惯,“物质的量”往往易叫人误解,因顾名思义可以使人想起许多的量,诸如“质量、体积、长度、速度”等等,这些宏观物质的“量”会产生许多干扰,同时“摩尔”一词,是音译名,在我们的汉语里,根本不成其意,大家更是摸不着边际,避开书本,同学们往往是一片茫然,这给学习带来了很大困难。为此,掌握其原外文的词面含义,揭示其概念的内涵,现实化、形象化
2、、具体化的描述,找到和我们汉语相匹配的词汇,同化、顺应、建构、提取,才能建立同学们思维中的概念模块。尤其要认识和感悟微观世界微粒数目是超乎寻常的庞大!并认识引入“摩尔”的必要性.同时防止我们的思维定势,消除干扰,才能对概念进行正确的理解与建构。二、看事例理解 “物质的量”与“摩尔”方知缘由与实质假设我们的教室中堆满了一屋子的大米,现在你怎么能快速地知道这些大米的米粒数?有同学的方法是:称取 1 公斤大米,数其数;然后称取一屋子大米的总质量,再计算其数。可见是用一堆的大米,知道其米粒数,来度量整个所有大米的米粒数,方法较好,其实微观世界和宏观世界一样具有相似性,这一方法或思想我们也常用在度量微观
3、粒子的数目上例如:一滴水大约就有 1.7 万亿亿个水分子(这是多庞大的数目!),12g12C 含多少个碳原子呢?(人们习惯称为伏加德罗常数个)意大利科学家阿伏加德罗测定的近似值为 6.02X1023个。这个数据有多大呢?我们可以作以下一些深切的感悟,假设全国有 10 亿人,数一数 0012Kg12C 原子的个数,每人每天每秒钟数一个(要求不吃不睡)要数 2000 万年。可见这是一个超乎寻常的庞大数据!2微观世界微粒数目多地数不胜数,显然用“个”为单位,来记其数,就显得单位太小、数据太大!会对我们的计算和定量研究物质产生许多麻烦!显然用“个”为单位就不方便和不适应了,那怎么办呢?这就迫使化学家寻
4、找新的单位,赋予新的物理量来度量。哪用什么物理量呢? 71 年 10 月有 41 个国家参加的第 14 届国际计量大会上通过用新的物理量“物质的量”来度量物质的微粒数目,并且单位用新的名词“ 摩尔”作单位。 即“物质的量”是反映组成物质“微粒数目”多少的物理量,“摩尔”拉丁文愿意为“堆量”的含义,即用“一堆”、“一堆”的方法来度量。即在国际上把“微粒数目”叫“物质的量”,把一个“堆量”叫一摩尔 ,那这“一堆”的基准是什么呢?国际上 的定义为:以 12 克碳( 12C) 为基准 微粒数目(即物质的量):为 1 摩尔(大单位:1 堆量)所含碳原子数 确切的微粒个数:称为阿伏加得罗常数(N A) :
5、测得近似等于6.02 X 1023个(大数据,小单位)即物质的量:表明组成物质微粒数目多少的物理量,其单位为摩尔(符号:mol)“物质的量“是国际上 7 个基本定义量之一的物理量即用来研究“一定量物质中含有微粒数目多少”的物理量为物质的量,其国际单位是摩尔显然 1 摩尔物质不仅表明了所具有的微粒数目,而且也成了可以称量的物质但是摩尔它有一定的使用范围。只是适合于微观物质(如分子、离子、原子、电子等等),不适于宏观物质。注意:(1)“物质的量”是专用名词,这四个字不能简化或增添任何字。(2)“摩尔”摩尔是一种单位,简称“摩”,符号“mole”。(3)“每摩尔物质”指 1 摩任何物质 (4)“阿伏
6、加德罗常数”1 摩物质中含有的微粒数目。(5)“微粒”指分子、原子、离子、质子、中子等微观粒子。(6)讲摩尔必须要指明到姓具体的微粒 .如不能说 3 摩尔氧(叫人不明确所指微粒是原子还是分子)(7)阿伏加德罗常数数值有多大? 基准数:12 克碳 12 碳原子数 近似值:6.021023 即阿伏加德罗常数不等于 6.0210 23三、引入摩尔有什么意义? 31、引入摩尔概念之后化学方程式所表示的意义发生了变化 如:C + O 2 = CO21 个 1 个 1 个6.02x1023个 6.02x10 23个 6.02x10 23个1mol 1mol 1mol化学方程式中化学式前的计量系数不仅表明了
7、微粒的个数比,而且还表明了物质的量之比,由上可见引入摩尔概念,对一个化学方程式它不仅表明了物质的质量比,而且还表明了物质的量之比,尤其把质量比转化成了物质的量之比,这会给我们的计算带来极大的方便。如:HCl + NaOH=NaCl + H2O1mol 1mol 1mol 1mol2、 如果物质的量用 n(mol)表示,微粒数用 N 表示,阿伏加得罗常数用 NA(mol -1)表示,则这三者之间的关系为n=N/NA即可进行物质的量(单位:摩尔)与微粒数(单位:个)及质量等有关量之间的相互换算。四、 思考练习(1)1 摩碳原子含有_个碳原子,_摩硫酸含有会 6.021023个硫酸分子。(2)判断下列叙述正确与否?说明理由(A)1 摩氮 (B)2 摩氧原子(C)3 摩水分子(3) “物质的量”表示的意义,实际上就是含有_的集体。如果在这个集体中所含的粒子数目与 0.012kg 12C 中所含的原子数目相等,我们就说该集体的这个量值为_,1mol 的任何粒子的粒子数就是_,且微粒分子数目为_。0.500mol Na 2CO3含有_Na +,氧原子的物质的量是_。