DSE 化學|氣體摩爾體積計算 備課指引(導師用)|先算摩爾再乘 24
- 2026-11-03
學生見到 10.0 g 碳酸鈣就寫 10 dm³,因為他記住了「乘 24」,但忘了 24 是每摩爾。這一堂把路線固定成三步:克數除摩爾質量得摩爾、摩爾乘 24 得 dm³、最後檢查是常溫還是標準狀況。所有數字由 100 與 24 這兩個數推出來。
本堂目標 學生能夠:① 由 10.0 g 與摩爾質量 100 算出 0.100 mol;② 常溫常壓乘 24 得 2.40 dm³,標準狀況乘 22.4 得 2.24 dm³;③ 反過來由 1.20 dm³ 算出 0.050 mol;④ 在混合物題中先分辨限量試劑再乘摩爾體積;⑤ 用 9 題 18 分 27 分鐘算出每題 3 分鐘、每分鐘 0.667 分。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 摩爾質量 | 碳酸鈣的摩爾質量是多少? | 100 g/mol,即 40 加 12 加 48 |
| 摩爾數 | 10.0 g 碳酸鈣有幾摩爾? | 0.100 mol,10.0 除 100 |
| 摩爾體積 | 常溫常壓一摩爾氣體佔幾多體積? | 24 dm³;標準狀況是 22.4 dm³ |
| 限量試劑 | 兩種反應物都給了質量,先做什麼? | 各自算摩爾,再除以係數,細的那個是限量 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–8 分 | 三格流程 | 在黑板上寫克數、摩爾、dm³ 三格,標明每一步用什麼數 | 知道 24 是每摩爾,不是每克 |
| 8–18 分 | 碳酸鈣例題 | 10.0 除 100 得 0.100,乘 24 得 2.40 dm³ | 兩個數字都寫單位 |
| 18–26 分 | 換狀況 | 同一摩爾乘 22.4 得 2.24 dm³,比較兩個答案差多少 | 講出為何差 7% |
| 26–34 分 | 反方向 | 由 1.20 dm³ 除 24 得 0.050 mol,再乘摩爾質量得克數 | 方向沒有倒轉 |
| 34–42 分 | 限量試劑 | 兩樣都給質量時先算摩爾再除係數,取小的那個 | 不會用大的那個乘 |
| 42–45 分 | 離場檢查 | 四題口頭答,不看筆記 | 三步與兩個常數都對 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:24 是每摩爾,不是每克
大部分錯誤都出在這一句。摩爾體積的單位是 dm³/mol,所以乘之前一定要先有摩爾數;10.0 g 直接乘 24 得 240 是無意義的數字,因為單位變成 g·dm³/mol。教的時候要學生把單位寫進算式,見到 g 沒有被 mol 取代就停手。
要學生講出「乘 24 之前一定要有 mol」這句話,並示範單位怎樣約掉。
第二幕:常溫與標準狀況是兩個常數
香港課程用常溫常壓 24 dm³/mol,標準狀況 22.4 dm³/mol。同一份 0.100 mol 氣體,兩者相差 0.16 dm³,約 7%。題目一定會寫明條件,學生漏看就扣分。要求每次計氣體體積前先在紙邊寫下「r.t.p. 24」或「s.t.p. 22.4」。
要學生講出兩個常數的值,並講出哪個條件下用哪個。
第三幕:反方向要先除後乘
由體積回到質量是除 24 得摩爾,再乘摩爾質量。學生最常見是把 1.20 乘 24 得 28.8 mol,答案大了五百多倍。反方向的檢查很簡單:體積細過 24 dm³,摩爾數一定細過 1,算出来大過 1 就一定有錯。
要學生用「細過 24 就細過 1 mol」這句自我檢查。
第四幕:混合物題先找限量試劑
兩樣反應物都給質量時,先各自算摩爾,再除以方程式係數,數值細的那個決定產量。10.0 g 碳酸鈣是 0.100 mol,4.0 g 氫氧化鈉是 0.100 mol,若係數一比一則是同時用完;若係數不同就要比。用大的那個去乘摩爾體積,產量會高估,後面所有計算連鎖錯。
要學生講出為何要除以係數才比較,而不是直接比摩爾。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 由質量求氣體體積 | 給質量與條件 | ① 質量除摩爾質量 ② 乘 24 或 22.4 ③ 寫 dm³ | 先 mol 後體積 |
| 由體積求質量 | 給體積與條件 | ① 體積除 24 或 22.4 ② 乘摩爾質量 ③ 寫 g | 除與乘不可顛倒 |
| 限量試劑 | 兩種反應物質量 | ① 各自算 mol ② 除係數 ③ 取小的乘摩爾體積 | 係數不可漏 |
| 氣體體積比 | 同一條件下兩種氣體 | ① 體積比等於摩爾比 ② 用係數直接換 ③ 檢查總體積 | 條件必須相同才可用 |
合理性檢查(一定要教):數量級檢查:10.0 g 除 100 是 0.100 mol,乘 24 是 2.40 dm³,即 2.4 升,大約一個大水樽,合理;若算出 240 dm³ 就是漏了除摩爾質量。方向檢查:1.20 dm³ 一定細過 24 dm³,所以摩爾數一定細過 1,0.050 mol 合理;若得 28.8 mol 就是乘了而不是除。差異檢查:22.4 與 24 相差 1.6,佔 24 的 6.7%,兩個答案不可能相差十倍。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 10.0 g 碳酸鈣在常溫常壓下的體積 | 2.40 dm³ | 有無先除 100 |
| 同一份在標準狀況下的體積 | 2.24 dm³ | 有無用錯常數 |
| 1.20 dm³ 氣體在常溫常壓下是幾摩爾 | 0.050 mol | 有無乘了 24 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 克數直接乘 24 | 「10 克乘 24 等於 240 dm³。」 | 「24 係每 mol,唔係每克。10.0 除 100 先得 0.100 mol,再乘 24 得 2.40 dm³。」 |
| 常溫與標準狀況混用 | 「題目冇講,我照用 22.4。」 | 「題目寫 r.t.p. 就用 24,寫 s.t.p. 才用 22.4。兩個數相差 7%,用錯一定扣分。」 |
| 反方向乘了而不是除 | 「1.20 dm³ 乘 24 等於 28.8 mol。」 | 「由體積返摩爾要除:1.20 除 24 等於 0.050 mol。體積細過 24,摩爾一定細過 1。」 |
| 限量試劑用錯 | 「兩樣都 0.100 mol,求其用一個乘就可以。」 | 「要除係數先比較。係數一比一才同時用完,唔係就要取細嗰個,唔係產量會高估。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
- 化學科章節索引 先重溫摩爾與濃度,再做練習第 1、2 題
- S4 摩爾與化學計量 練習第 3 題的係數比較與限量試劑同一原理
- S4 混合物分離與純度 練習第 4、5 題同樣要先算摩爾再談產率
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 10.0 g 碳酸鈣是幾摩爾 | 0.100 mol | 錯:沒有除摩爾質量 |
| 0.100 mol 氣體在常溫常壓佔幾多 | 2.40 dm³ | 錯:用了 22.4 |
| 1.20 dm³ 是幾摩爾 | 0.050 mol | 錯:乘了 24 |
| 限量試劑怎樣定 | 除以係數後取最小 | 錯:直接比質量 |
09 導師常問
24 與 22.4 要背哪個?
兩個都要,因為題目會指定條件。記法:室溫(room)用 24,標準(standard)用 22.4,字母順序對應數字大小。
氣體體積比可以直接用係數嗎?
同一溫度與壓強下可以,因為體積比等於摩爾比。條件不同就不可以,要先各自換成摩爾。
為何不用理想氣體方程?
中四課程用摩爾體積已足夠,PV 等於 nRT 留到溫度的影響要仔細算時才用;先熟 24 這條路線,誤差較少。
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