化學反應原理教學中“定”“變”思維模型的應用分析

蔡玲燕

【摘要】隨著教育改革的持續推進，在教學中涌現的很多新的教學理念與方法有利于學生理解并掌握某些抽象理論知識與概念，促進學生的思維能力提升，極大地提高了教學質量。文章主要對化學反應原理教學中“定”“變”思維模型的應用進行了分析與探討，并闡述了化學反應原理教學中運用“定”“變”思維模型的要點。

【關鍵詞】化學反應原理教學；“定”“變”思維模型；應用

一、引言

在化學原理教學過程中會碰到一些可逆反應的題目，由于題目中條件隱蔽，或者變量較多等，采取常規方法難以有效解決，面對這類題目，學生常感覺無從下手。而采用“定”“變”思維模型能有效解決化學原理教學中的很多問題，讓學生由被動學習轉為主動學習，大大提升了化學原理的教學效果。

二、化學教學中“定”“變”思維模型的應用

（一）在可逆反應中的應用分析

在可逆反應達到平衡狀態時，其平衡體系中，各組分的濃度、質量分數及體積分數保持一定，但不一定相等。在教學中就可運用“定”“變”思維模型，抓住“定”的特征，再分析化學平衡中如果外界條件發生改變，那么化學平衡可能會發生移動，這是“變”。但是在外界條件不變的情況下，可逆反應不管是由正反應開始還是由逆反應開始，最終平衡狀態是相同的，也就是說是同一平衡狀態。在解題中利用“定”“變”思維模型就可快速得到答案。運用這一模型可以避免非常繁瑣的中間過程以及變化途徑等，讓學生在解題過程中思路更加清晰，更加簡捷，解題速度更快，解答更準確。

例1：一定溫度下，CO（g）+H2O（g） H2 （g） +CO2 （g） 這一可逆反應在一密閉容器中發生，將1mol水蒸氣與1molCO放入該容器中，達到平衡之后，發現二氧化碳有0.6mol，再通入水蒸氣3mol，請問達到新平衡之后，二氧化碳的體積分數是______？

A. 22.2% B. 17% C. 11.1% D. 20%

由于可逆反應進行不到底，在面對這一類問題時，學生時常感到無從下手，在通入水蒸氣后，可逆反應向正反應方向進行，二氧化碳體積分數會變大，但難以確定具體數值。這時可運用“定”“變”思維模型，假設增加水蒸氣的量，平衡不移動，此時二氧化碳的體積分數是12%，再假設增加水蒸氣的量，平衡正向移動至CO完全消耗，此時二氧化碳的體積分數最大達20%，結合外界條件改變，即增大反應物濃度平衡正向移動以及可逆反應的特點反應物不能全部轉化為生成物，很快地推出新平衡后二氧化碳的體積分數在12%～20%之間，只有B選項符合要求。

（二）在弱電解質電離平衡中的應用

弱電解質電離過程是可逆的，當達到電離平衡時，分子電離產生離子，同時離子結合成分子也在進行且速率相等，它處于一個動態平衡，且當外界條件發生改變時，電離平衡被破壞，平衡隨之移動。所以，學生在解題中一時難以有清晰的解題思路，好多條件都是變化的，導致難以在短時間內找到正確答案，有的學生甚至在解題中感覺越來越混亂，放棄作答。這時，運用“定”“變”思維模型，緊抓住題目中的“定”，也就是在一定條件下達到電離平衡時，電解質的電離平衡常數是定值，就能快速找出正確答案。

例2：室溫下，HM溶液的濃度是0.1mol·L-1，再往該溶液中不斷加水稀釋，那么下面各量中始終保持著增大趨勢的是_______？

A. Ka（HM） B. c（H+） C. D.

抓住弱電解質只能部分電離的特征，利用“定”“變”思維模型進行分析。通常情況下，弱酸電離吸熱，升高溫度電離平衡正向移動，K值增大，若溫度不變，加水稀釋，Ka（HM） 不變，排除A選擇；加水稀釋會沖稀氫離子濃度，排除B選擇； = ，加水稀釋時，Ka（HM）是定值則而c（M-）不

斷減小，故比值增大，C選項正確；在無限稀釋的情況下，氫離子濃度接近1×10-7 mol·L-1 ，但是M-離子的濃度不斷減小，這樣很快就能知道選項D比值在減小，不符合題目要求。

（三）在平衡移動中的應用

在平衡移動中，對于起始加入量的不同而達到平衡狀態是相同的這一類等效平衡問題，可運用“定”“變”思維模型，采用一邊倒的方法。也就是說，在轉化之后，保持各物質對應量相等或互成比例，這樣就能很快找出正確答案。

例3：在一體積恒定的密閉容器當中，當保持溫度恒定時，其發生的反應為：M（g）+2N（g） 3Q（g），已知加入2molM和2molN后，達到平衡時Q的體積分數是p%。如果在相同條件下，起始加入3molQ，需同時加入_____M，達到平衡時，生成物Q的體積分數是p%；如果相同條件下，在同一容器中改加入amolM、bmolN和cmolQ，達到平衡后，Q的體積分數還是p%，那么a、b和c之間應滿足什么關系 （用等式表示）？

在這一恒溫恒容條件下，反應氣體分子數是相等的，解題時，需運用“定”“變”思維模型進行分析，抓住“轉化后對應量成比例”就可快速計算出結果。第一空中，設M為xmol，Q完全轉化后就可生成1molM和2molB，所以，各物質只需滿足（1+x）∶2=2∶2即可，就可知道x為1。同理，轉化后計量數為cmolQ、 molM和 molN，a、b和c之間的關系也只需滿足（ ）∶（ ）=2∶2，這樣達到的平衡還是c%。

三、化學教學中運用“定”“變”思維模型的要點

首先，“定”“變”思維模型在化學教學中的應用不應脫離化學知識而單純向學生傳授科學方法。科學教學方法的引用是鍛煉學生思維、發現問題能力和解決問題能力的催化劑，幫助學生從知識的學習到學習能力發展的重要環節，可以說是化學知識與能力進行良好溝通的橋梁。所以，在化學教學過程中應用“定”“變”思維模型時，應適時引入，并有機滲透。一味講解化學知識而忽略科學方法的教授，很容易讓學生坐享其成，在日后解題中即便碰到同類問題也可能會無從下手。因此，將“定”“變”思維模型這一科學方法和化學知識有機融合，方能相輔相成，促進學生全面發展，形成一個優化知識結構與智能結構。

其次，運用“定”“變”思維模型的核心就是尋找不變，即便題目中沒有不變量，也可設定其中某個為確定的量，借此快速求解。該科學方法的運用優勢在于，即便題目中出現多個變量，進而對最終某個結果產生一定影響，這時只需控制某個因素不變，改善其中一個因素，就可得出答案，避免計算或者思考過程中一些繁瑣的過程。借助此方法逐漸培養并引導學生從眾多變化中尋求不變，尋求恒定，立足這一思路，在不斷發散過程中快速找到解題技巧，最終演變成為屬于自己的萬能方法。

四、結束語

綜上所述，當前教育教學大力倡導素質教育，科學有效的教學方法在化學反應原理教學中滲透顯得尤為重要。而學生在實際的化學學習過程中存在較大困難，為幫助學生深入理解并掌握化學知識，在教學中逐步滲透“定”“變”思維模型，幫助學生慢慢學會運用這一模型來解決各類化學問題。

【參考文獻】

[1]李周平.“定”“變”思維模型在化學教學中的應用[J].教學月刊·中學版（教學參考），2014（09）：58-59.