愛華網(wǎng)進(jìn)入高中，如果以輕松的心態(tài)學(xué)習(xí)化學(xué)，高中三年的化學(xué)學(xué)習(xí)就比較輕松！
今天，是進(jìn)入高中的第三次化學(xué)課。
高中開始文理分科，文科是六科（語數(shù)英，史地政，不含化學(xué)），理科也是六科（語數(shù)英，理化生）。理科的六科中，化學(xué)的學(xué)習(xí)時(shí)間最短（4年，初三和高中三年；物理其次），化學(xué)的題量也最少。到了高考時(shí)，雖然化學(xué)的分?jǐn)?shù)吃點(diǎn)虧，只有100分，但是相比較而言還是劃算的。
本博的第一次課，是初高中化學(xué)的銜接課（《上好高中化學(xué)第一課》），我們回顧了一下初三化學(xué)的知識點(diǎn)和考點(diǎn)，初高中化學(xué)的異同，初高中化學(xué)的學(xué)習(xí)方法區(qū)別。
本博的第二次課，教材上的第一次課，是《化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法》，我們在學(xué)案中學(xué)習(xí)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的安全、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作方法（過濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取），重點(diǎn)在于，理解原理，理解操作，理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要性。
本次課，開始學(xué)習(xí)“化學(xué)計(jì)量”，學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”這樣一個單位，從本次課開始，直到會考、高三畢業(yè)、高考，我們都離不開這樣一個量——“物質(zhì)的量”了。
下面就是《化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用》的學(xué)案。如果你在學(xué)校學(xué)習(xí)這一課之前閱讀，可以幫助你聽課的時(shí)候事半功倍；如果你在學(xué)習(xí)了這一課之后閱讀，可以幫助你理解這一課的精髓。
一、高中化學(xué)的兩大支柱
高一化學(xué)學(xué)習(xí)，按照順序進(jìn)行的話，第一課是“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法”（簡稱“化學(xué)實(shí)驗(yàn)”），第二課就是“化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”（簡稱“化學(xué)計(jì)量”）。
高中學(xué)習(xí)，逐漸開始出現(xiàn)一些抽象的概念。
抽象？怎么個抽象法？就是看不到（無法看到），摸不到（無法感知），只有用腦子去想象才可以理解的概念?！盎瘜W(xué)計(jì)量”就是要引進(jìn)這么抽象的幾個概念。
化學(xué)本身就很抽象，化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是用來解決抽象問題、幫助學(xué)生理解化學(xué)的一個重要手段，化學(xué)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)成為中學(xué)化學(xué)的兩大支柱之一（另一個支柱是“分類”的概念，時(shí)時(shí)想著物質(zhì)分類、體系分類、化學(xué)反應(yīng)分類等等概念），高考占比不低于20分，大約為20%- 30%。
二、化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
化學(xué)計(jì)量，在高中化學(xué)中非常重要。怎么個重要法兒？
2.1計(jì)量的概念
計(jì)量，說起來這詞兒不怎么熟悉。但是，生活中到處都有“計(jì)量”的存在，家里面的醬油、醋、酒“一瓶兩瓶”、大米和面粉“三袋兩袋”的，就是“計(jì)量”問題。
那個“幾瓶”的“瓶”、“幾袋”的“袋”就叫做度量單位。
還有，從小學(xué)語文就開始學(xué)習(xí)的“數(shù)量詞”的概念（小學(xué)一二年級），現(xiàn)在用上啦！不知道經(jīng)過了七八年的時(shí)間，小學(xué)一二年級的知識還記住了多少？
例題1： 三千克、八只、60米、九小時(shí)，這些都是什么詞？（小學(xué)二年級，語文）
答：數(shù)量詞，由數(shù)詞和量詞組成。
這些詞的最后一個字，是量詞，是計(jì)量單位；這些詞前面的那些數(shù)字，是數(shù)詞。
三千克：三千是數(shù)詞，克是量詞。量詞就是計(jì)量單位。
類似地，“克、只、米、小時(shí)”都是計(jì)量單位。克是質(zhì)量的計(jì)量單位，米是長度的計(jì)量單位，
小時(shí)是時(shí)間的計(jì)量單位，我們在初中物理中是常常見到的。
2.2 化學(xué)中的計(jì)量
例題1中的這些計(jì)量單位，生活中也常見，物理課里面也常見，我們都不陌生了，或者說都學(xué)會了。既然大家在生活中都熟悉了，物理課里面就沒有專門去講計(jì)量，沒有“物理計(jì)量的應(yīng)用”這樣犯傻的課程。但是，化學(xué)就不同，化學(xué)上，光用這些計(jì)量單位就不夠用了。
例題2：普通計(jì)量中，可以進(jìn)行簡單的加減法運(yùn)算。5kg大米加上 5 kg大米，等于 10 kg；120 m長加上23 m，等于143m長。
我們看看，在化學(xué)中這樣做成不成？
例題3：化學(xué)上如何計(jì)量更科學(xué)？能不能用“質(zhì)量”作為化學(xué)的計(jì)量單位。下面，我們看看32克氧氣與C、S、氫氣等物質(zhì)的完全燃燒反應(yīng)。
可以看到這樣的結(jié)論，同樣與32g 氧氣反應(yīng)：
1）生成產(chǎn)物的質(zhì)量不同：同樣是與 32g氧氣反應(yīng)，所需要的C、S、氫氣的質(zhì)量卻各不相同，生成產(chǎn)物的質(zhì)量也各不相同。
2）剩余的反應(yīng)物的質(zhì)量不同：分別用 32g 碳、32g 硫去反應(yīng)，在 32g 氧氣完全消耗之后，硫會反應(yīng)殆盡，生成 64g二氧化硫，但是碳的情況就不行了，如果只生成二氧化碳，最多有 12g 碳可以消耗，最后要剩下20g碳。
因此，質(zhì)量，是不方便作為化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量單位。
化學(xué)需要新的計(jì)量，化學(xué)需要新的計(jì)量單位。這，就稱作化學(xué)計(jì)量。
從例題3可以得到的啟示是：一個氧分子，都是與相應(yīng)數(shù)量的其他物質(zhì)分子（或原子）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例如，一個氧分子， 可以與1個碳原子反應(yīng)，那么3個氧分子就可以和3個碳原子反應(yīng)，分子（或者原子）的個數(shù)，倒可以作為化學(xué)計(jì)量的一個單位啊。
所以，按照物質(zhì)分子（或原子）的個數(shù)來進(jìn)行化學(xué)計(jì)量，更加合理，更加科學(xué)。
2.3 物質(zhì)的量 n
物質(zhì)的量，這個新的度量單位的引入，可能在學(xué)校的課堂上講得比較突兀，可能在你還沒有在腦袋里面轉(zhuǎn)幾轉(zhuǎn)呢，老師就就那么把“物質(zhì)的量”引出來了。這樣的效果不怎么好。
其實(shí)，在學(xué)習(xí)“物質(zhì)的量”之前，最好有個鋪墊。
回憶一下初中化學(xué)模擬題、中考試卷的34題和35題，都是關(guān)于化學(xué)方程式的計(jì)算題，就象這個博客里面的“例題3”。比如例題3的第一個化學(xué)方程式，本身的含義是：
1）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的粒子數(shù)：1個碳原子和一個氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了1個二氧化碳分子。
（化學(xué)方程式的直接含義，看各個物質(zhì)化學(xué)式前面的系數(shù)）
2）粒子的概念：在化學(xué)里的意思是體積很小、肉眼看不到、質(zhì)量也很小的微粒。中學(xué)化學(xué)里，包括原子、分子、離子、質(zhì)子、中子、電子、原子團(tuán)等七種微粒。
3）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的粒子質(zhì)量：12個碳單位的碳原子和32個碳單位的氧分子發(fā)生了反應(yīng)。
（化學(xué)方程式的間接含義，看各個物質(zhì)的相對分子(原子)質(zhì)量）
4）化學(xué)計(jì)算時(shí)候的轉(zhuǎn)義：但是，我們在課堂練習(xí)、做化學(xué)計(jì)算的時(shí)候，都是用了“12g碳 與 32g氧氣”發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
解決這個問題，恰恰好好在200年之前。
當(dāng)時(shí)，有位意大利的神人叫做阿伏加德羅，他發(fā)現(xiàn)了分子的存在，這是化學(xué)史上的第二大發(fā)現(xiàn)，僅次于原子量（相對原子質(zhì)量）的發(fā)現(xiàn)。分子和原子的發(fā)現(xiàn)，乃至原子量、分子量的出現(xiàn)，引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注。
為什么？
2.4物質(zhì)的量 n
有了阿伏加德羅常數(shù)NA，問題就變得異常簡單。國際上就定義NA個原子（分子）為一個化學(xué)計(jì)量單位，稱之為1摩爾（1摩），記作1 mol。
物質(zhì)含有多少摩爾（摩爾數(shù)），就叫做物質(zhì)的量，記作 n。需要用物質(zhì)的量計(jì)量的粒子，就包括我們上面所說的七類粒子，原子、分子、離子、質(zhì)子、中子、電子、原子團(tuán)。
現(xiàn)在我們知道了，阿伏加德羅常數(shù)不僅僅是巧合，更確切地說是規(guī)定。
規(guī)定：
12g 碳（0.012 kg）為 1 mol，這 1 mol 碳恰好含有NA 個碳原子。
（1個碳原子的相對原子質(zhì)量是12碳單位）
32g 硫（0.032 kg）為 1 mol，這 1 mol 硫恰好含有 NA 個硫原子。
（1個硫原子的相對原子質(zhì)量是32碳單位）
………………
18g 水（0.018 kg）為 1 mol；這 1 mol 水恰好含有 NA 個水分子。
（水的相對分子質(zhì)量是18碳單位，等于2個氫原子和1個氧原子的相對原子質(zhì)量之和）
44g 二氧化碳(0.044kg)為1 mol；這1 mol二氧化碳恰含 NA 個二氧化碳分子。
（二氧化碳相對分子質(zhì)量是44碳單位，等于1個碳原子和2個氧原子的相對原子質(zhì)量之和）
………………
三、“物質(zhì)的量”在化學(xué)中的應(yīng)用
物質(zhì)的量，這四個字是一個專用的名詞，它的單位是摩爾，這個名詞不可拆開。
教材中的題目“化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用”不太確切，化學(xué)計(jì)量、物質(zhì)的量、摩爾等概念和計(jì)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，而是貫穿中學(xué)的整個化學(xué)課程學(xué)習(xí)，化學(xué)反應(yīng)、溶液的濃度、理論計(jì)算等等，都離不開這個“物質(zhì)的量”。所以，應(yīng)該說是“物質(zhì)的量在化學(xué)中的應(yīng)用”。
3.1 物質(zhì)的量的意義
物質(zhì)的量（符號為 n），有微觀和宏觀兩層含義。
微觀含義：多少多少摩爾（也稱為“摩爾數(shù)”），是從微觀上定義的，就是某種粒子的數(shù)量為NA那么多的時(shí)候，為1 mol。可以進(jìn)行物質(zhì)所含粒子數(shù)與摩爾數(shù)之間進(jìn)行換算。
物質(zhì)含有的粒子數(shù)用 N 表示，則物質(zhì)的量 n 的計(jì)算公式為：
（1）
宏觀含義：摩爾數(shù)雖然來自于微觀上的定義，在宏觀上應(yīng)用得更廣泛，就是進(jìn)行物質(zhì)的質(zhì)量與摩爾數(shù)的之間的換算。教科書、參考書中有很多類似的換算。
物質(zhì)的質(zhì)量為 m （單位是g），其相對分子質(zhì)量為M，則物質(zhì)的量 n 的計(jì)算公式為：
（2）
可以看出，物質(zhì)的量 n 是宏觀和微觀之間的橋梁。
3.2 物質(zhì)的量在高考中的份量
物質(zhì)的量，至少占高考的一個選擇題（6分），在化學(xué)計(jì)算中也會多次用到這個概念和公式。
3.3 練習(xí)
就是那兩個公式，（1）和（2），一個簡單的乘除法，三兩個題就熟悉了，關(guān)鍵是對“物質(zhì)的量”、“摩爾數(shù)”的理解。
***
學(xué)了化學(xué)計(jì)量這一次課，可以更深刻地理解化學(xué)，“計(jì)算是簡單的，意義是深刻的”。
只要掌握了“摩爾數(shù)計(jì)算”、“物質(zhì)的量計(jì)算”這兩個小小的公式，就扼住了“高中化學(xué)”的喉嚨。反過來說，如果這塊兒有一絲馬虎，后面的三年就都馬馬虎虎了，高考那就更馬虎了，呵呵。
這次就到這里，下次的事，下次再說。
2010年8月2日·北京西三環(huán)
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