腦中海岳 夢中化學

朱希明

全新的老師、全新的同學、全新的校舍……對于新高一的同學們來說，一切都是那么新奇。當然包括大家即將學習的全新的高中化學！在憧憬中，我ffj究竟應該怎樣識化學、用化學、學化學呢？

一、審視與仰望：魅力化學 中心科學

美國化學家西博格曾說過：“化學是人類進步之關鍵。”

英國化學家約瑟夫·普里斯特利曾說過：“化學是為最大多數人的最大幸福服務的。”

美罔化學家R·布里斯羅曾說過：“中心的、實用的、創造性的，化學開辟了第二個大自然。”

品味上述幾位科學巨擘的只言片語，讓我們領悟了化學的魔力與魅力。

1.究其名。人類有意識地變革物質的活動，最早追溯到制陶上一遠古人類生火用火過程中的偶然發現。其后，我國戰國時期出現了煉金術。并逐漸傳人阿拉伯并由當地人創造出一個新詞語——煉金術（alchemy）。Alchemy中的“al”是阿拉伯語中的定冠詞（“這個”），chemy源于埃及的kemi（“黑色土壤”）。有趣的是，“化學”在英語中叫Chemistry，在德語中叫Chemie，在法語中叫Chime，與阿拉伯語“alchemy（煉金術）”在拼寫上都很相似，能說是偶然的巧合嗎？

我國最早介紹近代化學知識的書籍，是1855年出版的《博物新編》。1856年英國來華傳教十韋廉臣出版的《格物探源>最早使用了“化學”一詞：“讀化學一書，可悉其事。”1857年英國的偉烈亞力則開宗叫義地把“chemistry”譯作“化學”，并首度給“化學”下了一個非常中國的定義：“乃研究物質本質之學問也。”

中國學者謂之“化學”——任何物質的形態或質地發生轉改，皆可用“變化”一詞。“變”“化”兩個字可連用、分用、單用。然而細考起來，“化”比“變”更富有質變的含義，例如紙張燃燒后，我們說“化為灰燼”，而非“變為灰燼”。因為化學主要是研究物質發生質變規律的，所以取名“化學”，而非“變學”，不能不說是一個經典的名詞。

不得不說的是，倘從古文字比較學視角考量，“化學”之“化”簡直彰顯著我們先人的哲學智慧。如圖l所示，“比”“從”“北”“化”，大家可能發現了它們的共同點：都是由“人”字構成。“比”實際上是我們人認識的起點，兩個人才能比較，如果不是人跟人比，而拿動物比，就產生不了這種感覺。比完了之后是什么呢？“從”也即跟從、學習、模仿。“北”則代表兩個人背向而站、背向而坐，進而延伸為反對、相悖。“化”是什么呢，一個正人、一個反人，動態轉化。也即經過一定階段，“比”過了，“從”過了，“北”過了，就進人了“化”的階段、境界。

2.辨其美。

（1）物質形態美。如食鹽顆粒的規整，結晶硝酸鉀的奇異，鉆石的晶瑩華貴，各類寶石的奪目光彩，碘蒸氣的升騰，液氮的揮發，干冰的流動……

（2）物質結構美。譬如同樣是碳元素的單質，晶瑩剔透的金剛石具有正四面體結構的空間網狀結構，質軟潤滑、可導電的石墨則是層狀的結構，C₆₀是60個碳原子組成如足球形狀的奇妙結構。晶體都是以內部的原子、離子或分子有規則地排列成具有幾何外形的固體，它們的萬千儀態取決于結構的和諧、秩序和多樣性。電子技術的發展和應用可以驚異地顯示出物質的微觀結構，STM掃描隧道顯微鏡圖像已能使我們從清晰的照片中領略到化學的結構美。

（3）物質應用美。化學物質的社會功用價值是它的實用美。如霓虹燈把現代都市的夜晚打扮得繁花似錦，高分子材料引導著信息社會的到來等。人類的吃、穿、住、用、行等都與化工產品有關，化學發展美化著社會，美化著生活，美他著人類自身。

（4）物質變化美。化學物質美是化學變化美的終極表現。鉆木取火、百煉成鋼、燒石成灰（指生石灰）……形象地描述了化學變化美；現代生活中的節日焰火、彩色照片等化學變化之美表現在其過程中的色態萬千、變化紛繁。

（5）化學創造美。曾幾何時，人們不再茹毛飲血，而代之以鉆木取火；曾幾何時，因為有了紙，人們不再手把竹簡；曾幾何時，人們不再只依賴棉制衣服，而更多地穿著化學纖維織物；曾幾何時，人們不再青睞桐油涂抹的木制器具，而代之以塑料、橡膠制品；曾幾何時，人們生病時也開始使用化學合成藥物——西藥……這一切都是因為人們用化學手段創造了新型材料和新的物質。

（6）化學精神美。在歷史的長河中，科學家們積極探索、無私奉獻的精神，本身就是對科學的嚴謹美。我國著名化學家傅鷹說過：“化學可以給人以知識，化學史可以給人以智慧。”諾貝爾用一生的積蓄創立獎項，是無私奉獻美；鮑林反對戰爭為對付毀滅性武器所作的努力，是正義之美；凱庫勒“夢”到“苯環”的結構，則包含了神秘美……。

3.察其用。化無為有，化害為利，變廢為寶，變少為多。

4.諧其趣。

（1）“2+1=2”。傳說著名數學家高斯曾經臆斷，科學規律只存在于數學之中.而化學不在精密科學之列。阿伏加德羅反駁說：“數學的確是自然科學之王，但沒有其他科學，就會失去它的真正價值。”高斯很生氣：“對數學來說，化學充其量只能起一個女仆的作用。”阿伏加德羅并沒有被壓服，在高斯面前將2 LH₂放在1L的O₂中燃燒，生成了2L的H₂O（g）。阿伏加德羅十分自豪地說：“請看吧！只要化學愿意，就能使‘2+1=2，數學能做到這一點嗎？”

（2）“5+5 >10”。向一支10 mL規格的量筒中，注入5 mL工業酒精（質量分數95%）；然后將量筒稍稍傾斜，繼續小心注入5 mL汽油至量筒的10 mL刻度處。操作過程中，時刻注意手臂不得接觸筒身（以免人為因素使液體變溫）。接著將混合后的液體謹慎振蕩使其充分混合，靜置，觀察，您會發現乙醇與汽油混合后的液面居然明顯地高出10 mL刻度，出現了“5+5 >10”。

（3）“種瓜得豆”。維勒的故事想必大家早已耳熟能詳。這位化學先哲“有意栽花制NH₄CNO，無心插柳得CO（NH₂）₂”的奇遇膾炙人口。這個發現就當時看來，的確是很另類的“重磅炸彈”。那個年代，“唯生命力論（有機物只能取自有機體）”在人們頭腦中根深蒂固，即便是高端學者也奉若神明，你一毛頭小子能奈之若何！好在歷史是公證的：這個“種瓜得豆”的創舉成就了這位“有機合成之鼻祖”。

二、銜接與過渡：從初中升華與大學接壤

進入高中，化學的學習會呈現有別于初中內容的四大特征：

1.認識物質的角度將發生變化。初中階段是以簡單物質來認識化學，從宏觀角度來認識化學反應。而高中則從多個角度對物質進行分類梳理，不僅從宏觀角度，還從微觀角度認識化學反應，而且對化學反應的快慢、限度等問題進行探討。這就要求大家在學習時能認真體會物質的各種分類方法，在適當分類的基礎上研究物質及其變化。

2.實驗的探究性將有所加強。高中學習的自主性遠強于初中，體現在化學實驗上就是實驗的探究性將會有所加強。學生應在掌握基本操作和規范要求的前提下，感受實驗在化學研究中的工具性，體會研究物質性質的一般方法。這就要求大家，首先，不能畏懼實驗，要敢于實驗，敢于探究，化學實驗只要符合規范是相當安全的。其次，要做好化學基本操作和實驗設計的準備工作，做實驗時決不能出現“照方抓藥”的情況。最后，善于觀察，勤于思考，使自己在實驗過程中能體會到是在用實驗解決問題，能夠獨立完成實驗報告。

3.處理定量問題的角度將發生重大變化。從初巾化學到高中化學對物質及其變化的認識將經歷一個從定性到定量的轉變，即不僅在更大的范圍內學習物質性質，還要求從定量的角度去研究物質的組成和變化。初中也涉及了一些定量關系，但它們是以質量關系為主的。而高中階段引入了物質的量的概念，它把質量關系轉變為數量關系，并以物質的量為中心聯系物質的質量、粒子的數目、氣體的體積、溶液的濃度等。使解決問題的思路和定量計算變得簡單明了，提高了對化學計算的要求，使計算更好地為研究物質及其變化服務。

4.學科思想將更加突出。元素守恒、電荷守恒、平衡原理、結構決定性質、性質決定用途、物質的鑒別等學科思想在高中化學的學習中將更加突出。要學好化學就要了解它們，運用它們分析問題、解決問題。學習高中化學時要“圍繞五大特征，細化三十三點”，善于與初中化學進行比較，從比較中發現初高中化學的異同。

（1）基本概念和基本理論。①初中學習了活潑金屬與酸反應置換出氫氣；高中將學到鈉與水反應，鋁與強堿溶液反應，也均會生成氫氣，金屬與強氧化性酸反應一般無氫氣生成。②初中學習了在金屬活動性順序中，排在前面的金屬可把后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來（鉀、鈣、鈉、鋇除外）；高中將學到鈉可以從鹽溶液中置換出氫氣，在高溫熔融狀態時鈉能置換…鉀（利用平衡原理）。③初中學習了可以利片j金屬活動性順序比較元素的金屬性強弱；高中將利用金屬和水或酸反應放出氫氣的難易程度、金屬最高價氧化物對應水化物的堿性強弱、電化學原理等知識來比較元素的金屬性強弱。④初中教材是從得失氧的角度分析氧化還原反應，高中教材將從化合價升降及電子轉移的角度分析氧化還原反應。⑤初巾學習了燃燒是可燃物與空氣中的氧氣發牛的一種發光、發熱的劇烈的氧化反應，高中教材認為劇烈的發光、發熱的氧化還原反應都是燃燒。⑥初中教材認為鹽酸、硫酸、硝酸是三大強酸，高中教材提到高氯酸的酸性更強。⑦初中教材提到溶液是由溶質和溶劑組成，用質量分數表示溶液的組成；高中教材提到分散系是由分散質和分散劑組成，用物質的量濃度表示溶液的組成。⑧初中教材認為復分解反應發生的條件為有沉淀析出、氣體放出或水生成，高中教材認為復分解反應發生的條件為有難溶物質、揮發性物質或難電離的物質生成。⑨初中學習了元素的相對原子質量約等于質子的質量加上中子的質量，而高中將學到元素的相對原子質量是根據該元素的各種核素原子所占的一定百分比算出的平均值。⑩初中提到在酸的制取中要符合“強酸制取弱酸，不揮發性酸制取揮發性酸”原理；高中將學到氫硫酸與硫酸銅溶液反應制取硫酸，亞硫酸和溴水反應生成稀硫酸和稀鹽酸。⑩初中對元素的定義為具有相同核電荷數（即核內質子數）的一類原子的總稱，高中則利用核素概念來解釋“同一類原子”的含義。⑥初中只學習了普通氧化物，高中將學習過氧化物、超氧化物、兩性氧化物等。⑩初中學習了金屬氫氧化物與酸反應牛成鹽和水；高中將學到氫氧化鋁既能與酸反應生成鹽和水，也能與堿反應生成鹽和水。⑩初中只簡單地介紹了離子的形成，高中將從離子鍵、共價鍵、金屬鍵等化學鍵角度認識離子化合物、共價化合物及各種晶體等。⑩初中學習了四種基本反應類型；高中將從不同的分類標準…發，認為銅可以溶于氯化鐵溶液。⑩初中認為沉淀物在水溶液中不溶解；高中認為沉淀在溶液中會部分溶解，沉淀與溶解之間可以達到沉淀、溶解動態平衡，比如難溶電解質AgCl在溶液中能部分電離。⑥初中只簡單地介紹了離子化合物是由活潑金屬和活潑非金屬元素形成，非金屬元素之問形成共價化合物；高中認為非金屬元素組成的銨鹽為離子化合物，共價化合物也可由金屬和非金屬元素形成（如 AICl₃）。初中學習了物質顏色褪去是發牛吸附作用的物理變化；高中將學到的漂白作用可能涉及氧化反應、化合反應、吸附作用，有些是化學變化。

（2）元素及其化合物。①初中學習了氧氣支持燃燒，二氧化碳不支持燃燒，高中將學到氯氣、氮氣、二氧化碳也支持燃燒（如鎂帶可在二氧化碳中燃燒）。②初中學習了同素異形體，包括氧氣和臭氧，白磷和紅磷等；高中將學到同素異形體各種單質的結構不同，相互之間的轉化是化學變化。③初中學習了氧元素常見價態為-2價，氫元素為+1價；高中將學到過氧化氫、過氧化鈉，其中的氧元素為-1價，氫化鈉中的氫元素為-1價。①初中學習了二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，繼續通人過量二氧化碳，溶液恢復澄清；高中將學到的二氧化硫也可以產生此現象。

（3）化學反應。①初中學習了鐵、鋁能和稀硫酸、稀鹽酸反應，高中將學到鐵、鋁能在冷的濃硫酸、濃硝酸中發生鈍化。②初中學習廠鐵和稀硫酸反應生成氫氣，高中將學到鐵和濃硫酸在加熱的條件下反應生成二氧化硫氣體。③初中認為化學反應一般是唯一的，且無副反應；高中認為反心物的條件、川量不同，化學反應就不同，有時還可以發生副反應等。

（4）化學實驗。①初中只學習了試管、酒精燈、燒杯、量筒、托盤天平等基本儀器的使用和藥品的取用、導管的連接等；高中將學到過濾、蒸發、結晶、蒸餾、洗氣、滲析、分液、鹽析等分離、提純物質的方法，酸堿滴定，一定物質的量溶液的配制等。②初中提到的溶劑常見的為水，高中將學到的溶劑可以是二硫化碳、酒精等。③初中學習了活性炭具有吸附作用，高中將學到的膠體也具有吸附作用。④初中學習了用膠頭滴管滴加試劑時，不能把滴管伸到試管內；高中將學到在制取氫氧化亞鐵時，必須將膠頭滴管伸到液面以下，以防止氫氧化亞鐵被氧化。⑤初中學到實驗操作中需防止液體倒吸，高中將學到的某些實驗操作中需防止氣體倒吸。⑥初中學習了實驗藥品通常進行密封保存，高中將學到有些藥品還需用水、煤油、石蠟等進.行液封。⑦初中學習了石蕊試液遇酸變紅，高中將學到石蕊試液遇濃硝酸先變紅后褪色。

（5）化學計算。初中是從質量的角度認識化學反應，高中將從物質的量的角度認識化學反應。

三、方法與技巧：點金之指 高飛之翼

求學苦學固然重要，方式方法最為關鍵。那么何謂學習方法？①方法好比指頭。傳說有一天，呂洞賓路遇一個可憐的窮孩子，就用手指將一粒小石子點成金子送給他，小孩搖了搖頭；呂洞賓便又將一塊大石頭點成金子送給他，他仍然搖了搖頭；呂洞賓索性將一座山點成金子送給他，小孩還是搖搖頭。呂洞賓有點生氣地問：“你究竟想要什么？”小孩說：“我要你點石成金的指頭！”②方法就是翅膀。常言道：“風帶給云的飄逸是短暫的，翅膀帶給鳥兒的飛翔是永恒的。”③方法更是價值。著名的生物學家、進化論奠基人達爾文的感悟是：“最有價值的知識是關于方法的知識。”從中不難窺見學習方法的重要性。科學的學習方法就是我們打開知識寶庫的金鑰匙。各位同學要從高一出發，注意以下學習方法。

1.搶先吃透學科特點。知識容量顯著增大，知識系統空前增強，學習進度大幅加快，學習能力要求提高。

2.倚重常規，爭求長效。課前預習，事半功倍；專心聽課，當堂掌握；及時復習，鞏固深化；獨立作業，反思感悟。

3.強化記憶，不廢偏方。化學知識中有很多的內容需要記憶，而且很多需要講究方式方法。德國的心理學家艾賓浩斯對記憶進行了大量的研究，得出“記憶與遺忘”恰好相反，并給出了“遺忘曲線”。他認為：“先學習到的知識首先以很快的速度被遺忘，然后會逐漸減慢。而已經長時間記住的東西，則很難被徹底忘記。”規律如下：

（1）對無意義的材料的學習比對有意義的材料的學習在難度上幾乎高9倍。

（2）我們學習的材料越多，需要次數越多的重復學習，所用的時間也越長。

（3）材料在學習后幾個小時遺忘最快，隨著時間的推延，材料遺忘越來越少。

上述規律為我們鞏固學習成果提供了依據，首先，是每學完新的知識以后，一定要當天看書復習，完成當天的作業，一定要把復習工作安排在遺忘之前。其次，是將無意義的材料轉化為有意義、有聯系的材料學習，要理解性地去記憶。再次，分散學習比集中學習更優越。最后，定期復習與白測，可以是日測、周測、單元測，也可以是全書測，或者隨時測驗。

4.化學上常用的幾種記憶方法。

（1）把必須記憶的概念、規律和理論編寫成順口溜等便于記憶。譬如對化合價的記憶：一價氫氯鉀鈉銀，二價氧鋇鈣鎂鋅，三鋁四硅二三鐵，二四六硫三五磷。碳氮硫氯多價態，物質類別細分清。再如對元素周期表結構的記憶：一表橫七豎十八，三長三短一不全。七主七副八和零，鑭系錒系列后面。

（2）在理解的基礎上進行記憶——理解記憶。譬如H2還原Cu0的實驗中，對于氧化與還原，被氧化與被還原，氧化劑與還原劑，氧化性與還原性，氧化產物與還原產物等概念，只需要記住其中的一方即可，另一方概念便可迎刃而解。

（3）將相關的概念列成關聯圖進行記憶一一圖式記憶。譬如學習“物質的量”時，抓準物質的量這條主線，將各個概念與物質的量的關系圖梳理清楚。

（4）采用對比的方法進行記憶——對比記憶。對比記憶就是分析聯系各種物質、各種概念之間相似、相異比較的記憶，在比較的過程中，分析判斷加工，信號多次強化，各事物在大腦中建立聯系，使記憶的事物持久。

另外，有關記憶的方法還有很多，如小結記憶，包括串聯知識記憶、列表記憶、總結問題記憶等，希望同學們在以后的學習中能慢慢摸索出這些記憶方法。

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