“物质的量”的认知与作用优秀获奖科研论文.docx

“物质的量”的认知与作用优秀获奖科研论文 物质的量，是学生进入高中后学习化学遇到的第一个挑战，它冲击了初中简单的质量、原子、分子的宏观概念，让学生体会由宏观到微观、由抽象到具体的过程.如果学生对“物质的量”有了整体的认知与把握，就有清晰的视野面对以后的学习. 一、“物质的量”的认识 在国际单位制中有7个基本物理量单位，它们分别是长度米、质量千克、时间秒、电流安培、热力学温度开尔文、发光强度坎德拉以及物质的量摩尔.化学反应中的原子、分子、离子等，是微小量，看不见又难以称量；而实际中的各物质都是可以称量的.在定量地研究物质及其变化时，需要把微粒（微观）跟可称量的物质（宏观）联系起来.这就需要引入一个科学的物理量“物质的量”进行表述.物质的量不是物质的质量，它表示构成物质的微观粒子多少的物理量，也可以说表示一定数目粒子的集合体.“物质的量”的单位是摩尔，摩尔简称摩，符号为mol.它的衡量标准就是与0.012kg12C所含的碳原子数相等.科学上规定，阿伏加德罗常数与0.012 kg12C所含原子数相等.一个12C的质量是1.993×10-26kg. 阿伏加德罗常可以通过下面的方法计算出来：NA= 0.012 kg÷（1.993×10-26kg·mol-1）6.02×1023mol-1.阿伏加德罗常数， 通常取近似值6.02×1023mol-1.因此，1 mol任何粒子所含的数目都约为6.02×1023个.所以，阿伏加德罗常数是一个定值，用NA表示，单位是mol-1.可以说，若一种宏观物质所含的粒子数目等于阿伏加德罗常数，那么这种物质的“物质的量”就是1 mol（1 mol物质的实质是1 mol该物质的粒子）.通常用数字+ 摩尔（或mol）+ 粒子这种表示的形式来表示一种物质的“物质的量”.物质的量广泛应用于科学研究、工农业生产等，特别是在中学化学中有关物质的量的计算是化学计算的核心和基础. 二、“物质的量”的作用 对于“物质的量”的学习，不仅要满足在概念层面上的掌握，还要在整个高中化学中感知它的作用.它在原有的量化体系基础上，建立以物质的量及其单位为核心的新的量化体系，核心问题就是理解摩尔在宏观和微观两重世界之间的“桥梁”作用. 首先，建立“物质的量”概念及其单位，其后的内容实际是在建立微观量微粒数与宏观量质量、体积、浓度或与物质的量之间的联系.而摩尔在这些量之间的作用在于构筑“基本量”，将这几个相关物理量和“物质的量”连成“线”.可以把阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积分别看成为从微粒数、物质质量、气体体积出发求物质的量的“基准量”，然后看一看摩尔是如何构筑这些“基准量”将这些物理量与物质的量联系起来的：利用概念提出阿伏加德罗常数，构筑微粒数和物质的量的桥梁；1摩尔物质的质量即摩尔质量，构筑质量与物质的量的桥梁；标准状况下，1摩尔气体所占体积就是气体摩尔体积，构筑体积与物质的量的桥梁；浓度与物质的量的联系“隐蔽”一些，主要通过溶质的物质的量来建立桥梁.这样，摩尔在物质的量与微粒数、质量、体积、浓度之间构筑了阿伏加德罗常数、摩尔质量、气体摩尔体积等“基准量”，无疑在相应两个量之间建立了“桥梁”.只要理解了“基准量”的“桥梁”作用，找到两个物理量，再建立已知量与待求量的关系，就能在较短的时间内取得理想效果，从而将知识点连成“线”. 其次，在建立物质的量和某物理量之间的知识“线”后，要求从微观方面理解这些基本物理量的实质而实现宏观和微观之间的转换.现在根据前面的知识“线”，建立以物质的量为中心的摩尔知识“面”，在探究质量、体积、浓度与微粒数之间间接的、深层的转化关系中深刻体现摩尔在微观与宏观中的“桥梁”作用.这个知识面像十字架，形象地称为“一个中心，四个基本点”，中心就是物质的量，四个基本点分别是质量、粒子数、体积和物质的量浓度. 最后，“物质的量”的建立，是对于微观粒子的具体化描述.对于宏观物质可以采用质量、体积等进行量化的处理，这是初中化学的学习.对于初入高中并怀着对高中无限期待与遐想的学生，这个对微观粒子的抽象的概念无疑是一个巨大的挑战，在心理上给学生敲响了一个警钟，高中的学习不再像初中那么简单.所以，在一定程度上要求学生尽快适应并及时调整学习方法.人教版把“物质的量”这一知识点的讲解放在第一章无疑起到了承上启下的作用，承接初中对物质的研究与进一步巩固，启示今后对化学计算以及物质结构、化学反应原理的由抽象到具体的理解性思维.