DSE 化學|摩爾與化學計量 備課指引(導師用)|由克數換到粒子數
- 2026-11-03
學生計摩爾多數靠死記三條式,題目一轉做限量試劑就亂。這一堂只教一條橋:克 → 摩爾 → 粒子或係數比,每一步都寫單位,最後用質量守恆回頭查。
本堂目標 學生能夠:① 用 n = m / M 算出 22 g 二氧化碳是 0.5 mol,即 3.01 × 10²³ 個分子;② 用 c = n / V 算出 10 g 氫氧化鈉溶於 250 cm³ 水為 1.00 mol/dm³;③ 用係數比判斷 3 mol 氫氣與 1 mol 氧氣反應時氧氣為限量試劑,生成 36 g 水、剩 2 g 氫氣;④ 用實際產量 43.2 g 對理論 54 g 算出產率 80 %。
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 |
|---|---|---|
| 相對原子質量 | C = 12、O = 16,CO₂ 的摩爾質量是多少? | 44 g/mol |
| 係數比 | 2H₂ + O₂ → 2H₂O 中氫氣與水的係數比是多少? | 2 : 2,即 1 : 1 |
| 單位換算 | 250 cm³ 等於多少 dm³? | 0.250 dm³ |
| 百分比 | 43.2 佔 54 的百分之幾? | 80 % |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–8 分 | 一打與一摩爾 | 問:一打雞蛋是 12 隻,那一摩爾是幾多粒? | 寫下自己的答法與單位 |
| 8–20 分 | 摩爾質量 | 由週期表加原子量,示範 22 g CO₂ 是 0.5 mol | 自己算一次並寫出 mol |
| 20–32 分 | 濃度 | 把 10 g NaOH 溶於 250 cm³,先算 n 再算 c | 列出 n 與 V 兩個數再除 |
| 32–44 分 | 係數比與限量試劑 | 3 mol H₂ 加 1 mol O₂,問邊個先用完 | 畫表:開始/變化/剩下 |
| 44–52 分 | 產率 | 理論 54 g、實際 43.2 g,算產率並解釋損失 | 講出兩個可能失因 |
| 52–60 分 | 離場檢查 | 發四題,學生獨立完成 | 交卷,錯的即場重做一次 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:摩爾是「數量」,不是「質量」
一摩爾即 6.02e+23 個粒子,等於 12 g 碳-12 的粒子數。22 g CO₂ 的摩爾質量是 12 + 16 × 2 = 44 g/mol,所以 n = 22 / 44 = 0.5 mol,乘阿佛加德羅常數得 3.01e+23 個分子。要學生講清楚:克是質量,摩爾是數量,兩者靠摩爾質量搭橋。
叫學生先用「一打」比喻講一次,再自己舉一個生活例子。
第二幕:濃度:先算摩爾,再除以體積
10 g NaOH 的摩爾質量是 23 + 16 + 1 = 40 g/mol,n = 10 / 40 = 0.25 mol。體積 250 cm³ 要寫成 0.25 dm³,c = 0.25 / 0.25 = 1.00 mol/dm³。稀釋到 250 cm³ 時 c₁V₁ = c₂V₂,1.00 × 0.025 = 0.250 × c₂,得 0.100 mol/dm³。cm³ 未轉 dm³ 是最常見的十倍、千倍錯,要學生每題先寫體積換算。
要學生大聲讀出「250 cm³ 等於 0.250 dm³」才准按計數機。
第三幕:限量試劑:係數比決定誰先用完
3 mol H₂ 與 1 mol O₂,方程式係數 2 : 1,所以 3 mol H₂ 只需 1.5 mol O₂;氧氣只有 1 mol,故氧氣先用完,水按氧氣計 = 2 × 1 = 2 mol,即 36 g;氫氣剩 1 mol,即 2 g。若氫氣足量,理論產量 3 mol 水 = 54 g,實際只有 43.2 g,產率 80 %,其餘留在容器壁或蒸發。
叫學生用「開始/變化/剩下」三行表格,不要心算。
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 質量轉摩爾 | 22 g CO₂,M = 44 | ① n = m / M ② 寫 mol ③ 要粒子數再乘 6.02 × 10²³ | 0.5 mol |
| 濃度計算 | 10 g NaOH 溶於 250 cm³ | ① 先算 n ② cm³ 轉 dm³ ③ c = n / V | 1.00 mol/dm³ |
| 限量試劑 | 3 mol H₂ + 1 mol O₂ | ① 用係數比算所需 ② 找出先用完者 ③ 按它算產物 | 36 g 水 |
| 產率 | 理論 54 g、實際 43.2 g | ① 產率 = 實際 / 理論 × 100 % ② 檢查 ≤ 100 % | 80 % |
合理性檢查(一定要教):回頭查質量:3 mol H₂ 是 6 g,1 mol O₂ 是 32 g,共 38 g;產物 36 g 水 + 剩 2 g 氫氣 = 38 g,兩邊相等,質量守恆成立。濃度 1.00 mol/dm³ 屬常見實驗室濃度,產率 80 % 低於 100 % 亦合理。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 36 g 水是多少摩爾?多少個分子? | 2 mol;1.204 × 10²⁴ 個 | 有無除以 18 而非 36 |
| 0.5 mol NaCl 溶於 500 cm³,濃度多少? | 1.00 mol/dm³ | 有無把 cm³ 當 dm³ |
| 2 mol H₂ 與 2 mol O₂ 反應,誰是限量試劑? | H₂(只需 1 mol O₂) | 有無用係數比而非直接比摩爾數 |
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 |
|---|---|---|
| 把克數當摩爾數 | 「22 g CO₂ 即 22 mol」 | 「克係質量,摩爾係數量;冇除摩爾質量,數目一定大咗四十四倍。」 |
| cm³ 未轉 dm³ | 「250 cm³ 即 250 dm³」 | 「1 dm³ = 1000 cm³,你寫 250 即係大咗一千倍,濃度細咗一千倍。」 |
| 限量試劑用質量比 | 「32 g O₂ 比 6 g H₂ 多,所以 H₂ 先用完」 | 「要比嘅係摩爾同係數比,唔係克數;先全部換成摩爾。」 |
| 產率大於 100 % 照交 | 「產率 120 %」 | 「超過 100 % 即係理論產量計錯,或者產物未乾就秤,回頭查步驟。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 22 g CO₂ 的摩爾數 | 0.5 mol | 錯:忘記除以 44 |
| 10 g NaOH 溶於 250 cm³ 的濃度 | 1.00 mol/dm³ | 錯:cm³ 未轉 dm³ |
| 3 mol H₂ + 1 mol O₂ 的水產量 | 36 g | 錯:用氫氣而非氧氣計 |
| 理論 54 g、實際 43.2 g 的產率 | 80 % | 錯:實際與理論掉轉 |
09 導師常問
阿佛加德羅常數要背到幾多位?
DSE 卷通常提供 6.02 × 10²³,學生只需識用;備課時要求寫出完整數值再乘。
摩爾質量要不要逐個元素背?
不用,用卷首提供的相對原子質量即場加;但要學生寫出加總式,方便追錯。
產率與原子經濟效率有咩分別?
產率看實際拿到幾多,原子經濟效率看設計上幾多原子進入目標產物,兩條問題唔可以答錯。
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