刘淼

摘 要：物质的量是高中化学中的重要概念，在解答化学计算题中有着广泛的应用。为提高学生计算题的解题能力，促进化学学习成绩的有效提升，实践中应做好物质的量基础知识讲解，使学生真正理解物质的量表示的含义。同时，围绕高中化学常见的计算题类型，讲解使用物质的量进行计算的思路，为学生以后更好地解题提供可行参考。

关键词：物质的量;化学计算题;应用;探究

物质的量是国际单位制中七个基本物理量之一，贯穿整个高中化学阶段。物质的量的概念并不难理解，但是要想灵活应用于各类计算题中并非易事，因此，教学实践中应基于学习者对物质的量概念牢固掌握的基础上，做好相关例题的筛选，为其展示运用物质的量破题的相关细节，使其在应用中能够透过现象看本质，提炼出题干中的有用信息，正确计算出相关参数。

一、用于解答氧化还原反应计算题

氧化还原反应是高中化学学习的重要反应类型。氧化还原反应的知识点较多，习题类型灵活多变，其中有关氧化还原反应的计算题是学生学习的重点与难点，而且是高考中的常考方向。解答氧化还原反应计算题的解体思路为：其一，针对已配平的化学反应方程式，运用化学反应方程式中各物质的系数，以及物质的量计算相关参数;其二，针对化学反应方程式未知运用得失电子守恒知识，构建与物质的量相关的方程[1]。教学实践中为使学生更好地厘清氧化还原反应中相关物质、电子转移数目之间的关系，迅速突破相关的计算题目，一方面应注重为学习者讲解难度不大的例题，进一步深化其对物质的量本质及作用的理解，增强其计算的自信心，另一方面，为更好地拓展学生的计算能力，应结合学生实际增加习题讲解难度，做好进阶教学，尤其在授课的过程中做好与学生的课堂互动，激发其学习与思考的主动性，使其能够在计算的过程中以物质的量为线索巧妙切入。

例如：将0.04mol高锰酸钾固体加热发生分解反应。一段时间后共产生气体amol，向反应残留后的固体中加入足量浓盐酸，又产生气体bmol。若Mn元素在溶液中均以Mn2+的形式存在，求生成气体的物质的量的取值范围。

通过审题可知习题涉及的反应较多，分别是高锰酸钾被加热生成氧气的反应，高锰酸钾、K2MnO4、MnO2和浓盐酸生成氯气的反应，因此，题干中a、bmol气体分别为O2和Cl2。气体物质的量也即两种气体物质的量之和[2]。高锰酸钾中Mn元素的化合价为+7价，而在溶液中Mn元素的化合价为+2价，因此，由电子守恒可知转移的总电子数为0.2mol。要求生成气体物质的量的取值范围，可知当高锰酸钾未分解时a为0，气体的物质的量最大值为0.1mol。当高锰酸钾全部分解生成O2，气体物质的量的最小值为0.08mol，因此，生成气体物质的量的取值范围为0.08mol～0.1mol。

二、用于解答化學平衡计算题

有关化学平衡方面的计算是高中化学的难点。为提高解题正确率，需要学生深刻理解化学平衡的相关理论，把握可逆反应的相关规律。在此基础上以物质的量为主要研究对象，分析化学反应前后物质的量的变化关系，必要情况下，需要联系所学的数学知识合理设出参数。因有关化学平衡的计算题具有一定的技巧性，教学实践中不但为学生认真灌输相关计算理论，而且为学生展示如何把握可逆反应中物质的量关系，以及具体的解题思路。同时，在完成相关习题讲解后，要求其认真回顾整个解题过程，总结考查的知识点，分析解题的切入点，以及解题的步骤[3]。通常情况下，解答化学平衡类的习题需要依据可逆反应方程式，列出有关物质的量关系的三段式，而后根据题干中给出的参数进行针对性的计算。

例如：将5molA加入1L密闭容器中两个可逆反应：2molA分解成2molB和1molC，1molA分解成1molC和1molD。达到平衡时测得A和C的物质的量浓度分别为2.5mol/L，2mol/L，求达到平衡时两个反应的化学平衡常数，以及A的总转化率。

该题主要考查化学平衡的相关理论，能很好地检验学生对转化率、化学平衡常数概念的理解。因该题涉及两个可逆反应，而且给出了物质A和C在平衡时的物质的量浓度，因此，求解出两个反应在平衡时各物质的物质的量浓度是解题的关键所在。通过审题可知，可分别设出两个可逆反应中物质A参加反应的物质的量，列出三段式构建一元二次方程组，不难求解出反应中各物质的物质的量，以及物质的量浓度，运用转化率、化学平衡常数计算公式，可分别计算出化学平衡常数为0.32、1.2，以及A的总转化率为50%。

三、用于解答电化学计算题

电化学在高中化学中占有重要地位。其中有关原电池与电解池相关的计算是各类测试，以及高考中的热门考点。解答该类问题的关键在于能够准确地判断出电极名称，结合对应电极下的离子种类，以及离子放电顺序表写出对应电极反应方程式，而后寻找相关物质的量关系，灵活运用得失电子守恒知识作答[4]。实践中为使学生更好地掌握运用物质的量解答相关习题的思路与方法，应结合自身教学经验有针对性地筛选与讲解相关习题，尤其使学生尽可能多地见到不同的习题情境，拓宽其视野，帮助其积累相关的解题经验，包括如何审题、如何挖掘题干中的隐藏信息等。不仅如此，要求学生完成听课后相关的讨论活动，进一步加深对电化学习题情境的印象与理解，避免在以后计算类似问题时走弯路。

例如：课堂上可为学生讲解如下习题：使用石墨做电极电解0.1mol/L的NaCl溶液，一段时间后发现，相同条件下两极收集到的气体体积之比为4：3，则阴极产生的气体物质的量与阳极产生气体物质的量之比是多少？阳极产生气体平均摩尔质量是多少？

解题的关键在于认真审题，注重隐含信息的挖掘，运用所学的电化学知识进行解答。根据题意以及电解知识可推断出先电解NaCl溶液后电解NaOH溶液。电解NaCl溶液阴阳极的产物分别为氯气和氢气，且物质的量相等。电解NaOH溶液时阴阳两极的产物为氢气和氧气，物质的量之比为2：1。在此基础上设出生成的气体物质的量，结合两极收集到的气体体积之比为4：3，列出方程得出生成气体之间的关系，不难得出阴极产生的气体物质的量与阳极产生气体物质的量之比是4：3，阳极产生的气体为氯气和氧气，计算得出其平均摩尔质量为58g/mol[5]。

四、用于解答反应热计算题

反应热是高中化学中的重要内容。其中有关化学反应热的计算是学生学习的重点。教学实践发现，部分学生遇到相关的计算类题目往往出错。究其原因在于其对化学反应热概念的理解不够深入，对反应热计算的步骤不够清晰。为提高学生解答反应热计算题的能力，应注重结合具体例题为学生深入讲解相关概念，使其真正地吃透相关概念的内涵[6]。掌握运用物质的量，以及盖斯定律解答计算题的相关思路。不仅如此，为提高学生运用物质的量解题的灵活性，应注重围绕教学内容及时组织学生开展针对性的训练活动，鼓励其进行独立思考，认真动手计算，体会运用物质的量进行反应热计算的整个过程，更好地把握计算细节，促进其计算能力的有效提升。

例如：课堂上展示如下习题对学习者进行训练：已知2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水的反应热为-571.6kJ/mol，1mol甲烷和2mol氧气生成1mol二氧化碳和2mol液态水的反应热为-890kL/mol。将标况下112L的氢气和甲烷混合气体，完全燃烧生成二氧化碳和液态水，测得反应放出热量3695kJ。求原混合气体的平均相对分子质量。

该题将化学反应的反应热计算与平均相对分子质量联系在一起。解答该题需要充分理解反应热的概念，掌握反应热的计算思路与方法。题干中给出了两种混合气体在标准下的体积不难计算出混合气体的物质的量为5mol。结合给出的反应方程式，分别设出氢气和甲烷的物质的量，根据其总物质的量，以及反应热列出两个方程式，可计算出氢气和甲烷的物质的量分别为1.25mol和3.75mol，在此基础上不难计算出混合气体的平均相对分子质量为12.5。

五、用于解答pH类计算题

计算溶液的pH值是高中化学中的常见计算题类型。该类问题常和盐类的水解、酸碱中和滴定实验知识结合在一起，要求学生不仅能够掌握相关物质之间的化学反应，而且需要考虑盐类的水解对溶液pH值的影响[7]。解答该类问题的关键在于能够清晰地掌握計算的思路，而后进行认真计算，避免出现计算错误。教学实践中为使学生更好地解答相关习题，应告知学生搞清楚反应中物质的量关系的重要性，在此基础上灵活运用相关的教学工具，如多媒体技术开展习题讲解活动，更好地吸引学生的注意力。不仅如此，应注重根据学生在课程上的表现及时给予学生以鼓励与表扬，进一步提高其学习体验，以及课堂学习满意度。

例如：在讲解盐类的水解知识后，可为学生讲解如下例题：取25mL市售食醋（假设酸均为醋酸）于锥形瓶中，滴加2～3滴酚酞，在碱式滴定管中装入0.2mol/L的NaOH溶液滴定至终点，重复三次，用去NaOH的体积分别为24.98mL、25.02mL、27.08mL。请分析如何计算滴定终点的pH值。

该题以酸碱中和滴定为背景要求学生计算溶液的pH值，考查酸碱中和滴定实验内容、盐类的水解、电力平衡常数等知识点，具有较强的综合性。解答该题时需要运用实验知识排除误差较大的数据，计算出醋酸的物质的量浓度为0.2mol/L，根据酸碱综合知识判断最终的溶质为CH3COONa，结合盐类的水解知识不难计算出最终的pH值约为9。

六、用于解答有机物计算题

有机物是高中化学中非常重要的部分，涉及很多的概念与相关的反应原理。相关习题在高中化学各类测试，以及高考中占有较高分值，其中有关有机物的计算具有一定难度，需要学生具有较强的分析问题能力。教学实践中为使学生掌握解答不同有机物计算题的思路，应结合自身教学经验做好有机物计算题类型的汇总，并结合教学进度为学生注意讲解相关例题，紧紧围绕物质的量这一重要概念，寻找参数之间的逻辑关系，使其见到更多的习题类型，在以后的解题中能够做到举一反三[8]。需要注意的是与学生一起剖析计算思路后应注重预留空白时间，鼓励学生亲自动手相关的计算，如此既能加深印象，又能避免眼高手低。

例如：教学实践中与学生分析下题，并要求其详细写出计算过程：将3g某醛溶于水制成1L的溶液，取10ml和一定量的银氨溶液充分反应得到0.3gAg。请分析判断该醛是甲醛、乙醛还是丙醛。

该题看似较为简单却考查了醛的相关性质。解答该题需要基于物质的量进行分析判断。解答该题可考虑使用假设法。若该醛为甲醛，则1mol甲醛发生银镜反应可生成银4mol，则10mL溶液中甲醛的物质的量为0.001mol，最多能够得到0.432g银，若银氨溶液不足，则能够生成0.3gAg。若为乙醛则10mL溶液中乙醇的物质的量约为6.82×10-4mol，则最多能够生成0.15g的银，因此不可能是乙醛，也不可能是丙醛，可能为甲醛。

结束语

综上所述，计算题是高中化学中具有较高难度的一类题型。为提高学生解题的正确率，不仅需要其牢固掌握相关化学反应原理，而且需要掌握相关技巧。教学实践中，为提高学生解答不同计算题的能力与水平，应注重以下教学策略的应用：

其一，夯实基础。物质的量是解答化学计算题非常重要的概念，学生对物质的量概念的理解深度关系着解答计算题的正确率以及效率，因此，应采取相关举措使学生充分理解与掌握物质的量这一重要概念。课堂上为学生认真讲解相关理论，尤其通过设计判断题在课堂上与学生互动，营造活泼课堂氛围，澄清其对物质的量概念的认识，纠正其理解上的误区。其二，精讲例题。为增强学生运用物质的量解答化学计算题的意识，掌握运用物质的量解答高中化学不同计算题型的思路与方法，教学活动中应精挑细选相关例题，向课堂要效率，通过经典例题的讲解，既巩固学生所学基础，又激活学生的思维，使其更好地把握计算的相关细节，以及注意事项。其三，开展训练。为增强学生运用物质的量解答计算题的灵活性，教学实践中应注重开展相关的训练活动，加深学生对化学反应原理认识的同时，明确不同物质的量在化学反应中之间的逻辑关系，提高其运用物质的量解题的熟练程度。

参考文献

[1]徐曼玲，朱永飞.高中化学“物质的量”项目式教学设计[J].南宁师范大学学报（自然科学版），2021，38（1）：168-172.

[2]吴睿，赵佐平，夏冬辉，等.关于物质的量的教学探究[J].山东化工，2020，49（5）：218-219.

[3]王开科.以物质的量为核心的化学计量系统构建及其产生式教学策略[J].化学教育（中英文），2019，40（13）：47-52.

[4]杨海侠.“物质的量”教学难点及改进建议[J].华夏教师，2018（30）：67.

[5]经志俊.基于课程标准要求的“物质的量”单元教学设计[J].化学教学，2018（9）：46-51.

[6]黄萍，冉鸣.自主探究交互软件在“物质的量”教学中的应用[J].化学教育（中英文），2018，39（17）：51-57.

[7]严珍珠.基于发展化学学科能力的教学设计：以“物质的量”为例[J].教育现代化，2018，5（32）：285-288.

[8]丁樱.基于认知发展理论构建“物质的量”单元教学策略[J].化学教育，2016，37（5）：5-8.