段昌平

新一輪課改后的新教材(以人教版為例) 絕大多數地區已使用了4年~5年,然而時至今日仍有少數人(特別是教輔資料或考題的編寫者)在新教材更新的內容上未引起高度注意,時有把舊教材中一些缺乏科學性的摒棄了的說法或表述形式編入教輔資料或聯考試題中,有少數教者甚至帶到課堂上,這不僅影響了新教材對學科知識構建目標的落實,也為學生的高考帶來不確定因素。下面列舉幾例。
1.催化劑作用及定義的表述更新
在舊教材中,關于催化劑作用的表述是籠統地稱為“成千上萬倍地加快化學反應速率”。新教材為了摒棄這種籠統的說法,專門設置了三個“科學探究”實驗,讓學生不斷從感性認識上升到理性認識,即對同一化學反應使用催化劑與不使用催化劑,選用不同的催化劑,其化學反應速率改變的程度是不相同的;然后上升得出使用催化劑改變化學反應速率的規律性認識。然而,至今仍有不少教輔資料和少數教師上課時還在講催化劑能“成千上萬倍地加快化學反應速率”,抹殺了不同催化劑改變同一化學反應的速率是有區別的這一事實;更沒有去理會新教材為何用幾個探究實驗來說明這個問題的意圖。
新教材不僅給催化劑的作用作出了科學性的表述,而且還特別提出了催化劑“改變化學反應路徑”的提法,這是給初中催化劑所下定義——“在化學反應里能改變其它物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前后都沒有發生變化的物質叫做催化劑”的一個必要交待,即催化劑參與了化學反應的全過程,致使原來化
學反應的路徑發生了改變。正因如此,才使發生反應所需的活化能降低,大幅度地提高了反應體系中活化分子的百分數,從而使新的反應路徑中的分子有效碰撞概率提高,反應速率增大。因此,教學中要特別重視催化劑“改變化學反應路徑”的提法,并力求用學生所熟悉的例子予以具體化。
例如,SO2直接與O2反應生成SO3很慢,慢得連儀器也很難檢測到,但SO2很容易被NO2氧化生成SO3,NO2還原為NO,NO又容易被O2氧化生成NO2,整個過程可表示為:
上述過程中由于NO2的存在,致使SO2氧化為SO3的路徑改變,使得SO2的氧化變得很容易。NO2在該反應過程中“伴演”的就是催化劑的角色。
2.新制Cu(OH)2與醛共熱反應的化學方程式更新
新制Cu(OH)2試劑是一個特定表述,其配制過程為:在試管里加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振蕩后即得到新制氫氧化銅(澄清溶液)。其實該試劑的溶質是Na2[Cu(OH)4]、NaOH(濃度最大)和Na2SO4。新制氫氧化銅是專門用于檢驗醛基存在的,因其還原產物是紅色難溶Cu2O,現象明顯。之所以新制氫氧化銅試劑這樣配制,原因有二:一是在強堿性條件下醛基的還原性更強,反應速率更快,現象更明顯。二是溶液中[Cu(OH)4]2-對熱很穩定,其過量時受熱不會分解干擾實驗現象。事實上Cu(OH)2也可與醛基反應,但當其過量時會分解產生黑色CuO而嚴重干擾實驗現象。
舊教材中將新制氫氧化銅與醛(乙醛)反應的化學方程式表述為:
CH3CHO+2Cu(OH)2△
CH3COOH+Cu2O+2H2O
所以不少人把新制氫氧化銅試劑解讀為“氫氧化銅懸濁液”。由于各種教鋪資料對這種解讀的推波助瀾,使其流傳廣泛,負面影響深遠。當時很多人似乎也沒有去追究,默認了,就是有人站出來呼吁(筆者2008年4月在《化學教育》發表過呼吁文章),也沒有改變時下的現狀,因教材也是這樣模糊的。
課程改革后新教材對新制氫氧化銅與醛(乙醛)反應的化學方程式則表述為:
CH3CHO+NaOH+2Cu(OH)2△
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
新教材的這種表述是對舊教材表述的重要更正,這種表述更符合客觀實際。其理由有二:一是新制氫氧化銅本來是一種溶液(只要做過實驗的人都會看到不是懸濁液),明明白白在反應過程中生成了紅色沉淀,理應在Cu2O的后面打“↓”。二是新制氫氧化銅是一種強堿性溶液,醛的氧化產物羧酸當然被堿中和而呈羧酸鹽存在。
然而,當今正在使用的各大“品牌”教輔資料或某些區域性(如省示范高中)聯考考題的編寫者們還在使用“氫氧化銅懸濁液”以及舊書中表述的化學方程式。更多的教師也是跟著教輔資料或考題的答案轉,沒有理解透徹新教材對舊教材這種表述重要更正的意義——使化學反應方程式更反映實際。
3 縮聚物結構簡式方括號外側端基表示更新
舊教材中不論是加聚物還是縮聚物,其結構簡式方括號外側端基都用橫線“-”表示,而課程改革后的新教材作了調整,即縮聚物在結構簡式方括號外側要寫出鏈節余下端基原子或原子團,加聚物則仍用橫線“-”表示。這種調整是科學的,因縮聚物的端基是單體中確定的原子或原子團,生成的小分子總數只是在參與反應的單體總數中(n)減去1;而加聚物的端基是不確定的(加聚反應完成后可以在反應體系中加入H2、H2O、NH3等不同小分子,并使之斷鍵產生原子或原子團作為端基),仍用橫線“-”表示。這一調整對學生書寫縮聚反應的化學方程式的確增大了難度,既要寫出鏈節的化學組成,又要在方括號外側寫出鏈節余下端基的原子或原子團,還要配平小分子的化學計量數。此外,若縮聚物屬于聚酯類的方程式要用可逆號表示。這些改動體現了新教材對基礎知識傳授的規范性。
然而不少教輔資料時至今日仍將縮聚物化學式按舊教材中的表述形式表示。下面列舉幾例常見縮聚反應在舊教村與新教材中的不同表示形式:
縮聚物的表述形式不僅涉及知識的科學性問題,還涉及高考書寫化學方程式的規范性問題,若不按新教材所示范的形式表述,高考閱卷時因與標淮答案不符是不會給分的。所以,教者不僅自己教學過程中不能照教輔資料去寫縮聚反應的化學方程式,而且還要及時指導學生把那些教輔資料中的錯誤表述形式改正過來,以此阻斷產生錯誤的源頭。