物质的量在高中化学方程式计算中的核心作用

发表时间:2020/5/20   来源:《教育学文摘》2020年1月3期   作者: 王晓军
[导读] 物质的量是高中阶段最基本的化学概念之一
        摘要:物质的量是高中阶段最基本的化学概念之一,本文简要探讨了物质的量在方程式计算中的核心作用,以及物质的量用于化学方程式计算的基本步骤和注意事项。在平时教学特别是习题教学中,教师要对此多加强调,使学生切实理解物质的量在方程式计算中所起的作用,并能够善加运用,提升实际解题能力。
        关键词:物质的量;高中化学;方程式;核心作用
        物质的量是高中阶段最基本的化学概念之一,本文主要基于笔者的教学思考与体会就物质的量在高中化学方程式计算中的核心作用作一简要探讨,希望对一线教师有所助益。
        一、物质的量在方程式计算中的核心作用的分析
        化学方程式的一个基本特征是表示出可物质的粒子数的关系,也就是各物质的量的关系,并具有这样的关系式:化学计量数之比=组成各物质的粒子数之比=各物质的量之比。基于这样的关系可知,由于物质的量和粒子的个数具有正比关系,所以在根据化学方程式进行计算时,各物质的量、粒子数以及物质的量成正比,由此就为通过已知量求未知量提供了契机基本途径。如对于化学方程式4NH3+5O2=4NO+6H2O,化学计量数之比、粒子(分子)数之比及物质的量之比均为4:5:4:6。某种程度上这一点可视为有关化学方程式计算的基本依据,而物质的量在其间实际上起着一种桥梁连接作用,它架起了宏观物质的量入质量、体积与粒子数目之间的关系,这对于定量研究化学反应中各物质之间量的关系会具有重要作用。此外应着重指出的是,以0.012kg12C中所含有的碳原子数作为计量标准,可以与相对原子质量的计量标准1/1212C的质量巧妙联系在一起,从而使物质的摩尔质量在以g·mol-1为单位时,数值上等同于其相对原子质量或相对分子质量,这就使得相关计量和计算大大简化。这一点也是物质的量在方程式计算中的核心作用的体现。
        二、物质的量用于化学方程式计算的基本步骤和注意事项
        物质的量用于化学方程式计算要以物质的量为核心,充分挖掘题设中的隐含条件,全面分析题给信息,在此基础上采取合理的解题步骤,一般可分为这样几步:①结合题设写出配平的化学方程式;②求出已知物和未知物的量(根据题目具体情况,可用质量、体积等表示,要对应写在方程式中化学式的下面。)③待求的量以m(B)、n(B)、V(B)表示,或设未知数x、y,将待求量和已知量对应写在方程式中化学式的下面;④以上段中所论述的关系式为基本依据,结合具体题设条件列出包含有相关量的比例式,代入已知量求出未知量。在具体解题过程中要注意这样几点:方程式中的化学计量数比等于粒子个数比、物质的量的比、气体体积比,但不等于质量比;不同的物质用不同的单位,但应遵循“上下单位统一,左右物质成比例”,否则计算必然出错;方程式中标明的量是纯物质的量,若为离子反应,可基于离子方程式来求解;若为氧化还原反应,还可基于电子转移的关系来求解;若为热化学方程式,还可利用反应热来进行计算。


        三、物质的量在化学方程式中的应用的题例
        题目:有一种新型肥料,在发酵后会产生含有二氧化碳、氮气、甲烷的混合气体。标准状况下将2.016L的这种气体通入装有红热氧化铜粉末的硬质玻璃管,发生反应为:CH4+4CuO=CO2+2H2O+4Cu。在甲烷完全反应的情况下,玻璃管的总重减少4.8g。将反应后生成的气体通入足量澄清石灰水等待完全吸收,最终生成8.5g沉淀。则原混合气体中甲烷的物质的量为();原混合气体中氮气的体积分数为()。
        解析:根据题意,设甲烷的物质的量为x,原混合气体中二氧化碳的物质的量为y,则有:
        CH4+4CuO=CO2+2H2O+4Cu
        1mol 1mol  64g
        xx4.8g
        据此可求得x=0.075mol。
        又因n(总)=2.016L/22.4L·mol-1=0.09mol,n(CO2)=8.5g/100g·mol-1=0.085mol,
        故y=0.085mol-0.075mol=0.01mol,n(N2)=0.09mol-0.01mol-0.075mol=0.005mol,
        N2的体积分数=0.005mol/0.09mol=0.0556,也就是其体积分数为5.56%。
        简评:该题难度中等,但较为典型,主要考察学生对物质的量的计算以及差量法的运用,对于增进学生理计算能力、灵活解题能力以及理解物质的量在计算中的核心作用有一定启发作用。
        综上,本文简要探讨了物质的量在方程式计算中的核心作用,以及物质的量用于化学方程式计算的基本步骤和注意事项。在平时教学中特别是习题教学中,教师要对此多加强调,使学生切实理解物质的量在方程式计算中所起的作用,并能够善加运用,提升实际解题能力。
        参考文献:
        [1]林小驹. 谈“物质的量”的有效教学[J]. 中学化学教学参考, 2015(18):49-51.
        [2]范作秉. 物质的量教学应用概念转变的相关设计分析[J]. 数理化学习(教研版), 2015(2).
       
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: