丁蘇君
摘 要:對于高考而言,任何一門學科的學習都至關重要,高中化學作為理科生的必考科目,存在知識點繁雜、方程式復雜、基礎概念較多等難點,為幫助學生提高化學解題能力,特此總結了以下五個應對高中化學問題的解題思維:守恒思維、篩選思維、化學式應用和變形思維、推理思維以及實驗思維。
關鍵詞:解題能力;高中化學;解題思維
高中化學作為理科綜合的一大重要組成部分,在高考中的地位不言而喻,化學又是一個極具抽象性又不乏規律性的學科,因此,總結化學解題的規律性、培養學生化學解題思維對于提高學生的化學解題能力和應對高考有著至關重要的作用。
1.高中化學守恒思維
通過多年來的化學學習,學生不難體會到守恒思維的重要性,在高中化學中,守恒思維主要體現在質量守恒、電荷守恒和得失電子守恒,這三大守恒幾乎貫穿了整個高中化學學習。在化學解題過程中,平衡思維的應用可以帶來極大的便利,因此,在遇到化學反應過程,且前后過程對比,求解某一初始、過程或最終反應未知量的問題時,教師不妨帶領學生從題目所涉及的質量、電荷或者得失電子數目入手,通過守恒思維列方程式,結合其它化學關系求解。
例如,題目:“0.25g磷與氯氣反應,反應過程共消耗314ml氯氣,則最終產物中三氯化磷和五氯化磷的物質的量分別為多少?”在該題目中,我們不難發現,這是一個多產物的反應,因此反應方程式有兩種形式:兩分子磷和三分子氯氣反應生成兩分子三氯化磷;兩分子磷和五分子氯氣反應生成兩分子五氯化磷。由此,可以直觀的看出反應物磷和氯氣的反應去路,分別假設三氯化磷和五氯化磷的最終物質的量為x和y,通過題給數據可以很容易地求得反應物磷和氯氣的物質的量,再根據磷元素和氯元素的元素守恒,可列出兩個守恒方程式,聯立求解即可得x和y得具體數值。
2.高中化學篩選思維
篩選思維也稱排除思維,廣泛應用于各學科的選擇題目。顧名思義,篩選思維是指在給定的選項答案中,通過直接選擇正確答案或者通過排除確定的錯誤答案而最終確定正確選項的思維方式,該種思維在化學解題中通常應用于多種物質性質的判斷或化學概念性問題,雙向解答方式能夠幫助學生在有知識點欠缺時正確解答題目,是學生必須掌握的一項重要應試技巧。
例如,題目:“將幾種氣體混合在一起,氣體呈現紅棕色,向氣體中注入蒸餾水,搖晃使之混合均勻,可見水由無色變棕色,氣體顏色則逐漸變淺甚至消失,向混合氣體中注入空氣后,氣體又恢復紅棕色,則混合氣體由哪幾種氣體構成?”選項有:“A.氮氣、二氧化氯、一氧化氯;B.氮氣、二氧化氮、液溴;C.一氧化二氮、氧氣、液溴;D.二氧化氯、氧氣、一氧化氯。”對待這道題目,可以先從選項入手,首先,氧氣和一氧化氮不能共存,否則二者會直接發生反應生成二氧化氮,所以排除D選項;回歸題目,紅棕色氣體體現在選項中就只有二氧化氮和溴蒸氣,但是二氧化氮遇水只能反應產生無色的一氧化氮和硝酸,能被水溶解使水變色的就只有溴蒸氣,所以混合氣體中必有液溴存在,據此排除選項A;遇空氣變紅棕色是一氧化氮的特征反應,因此可以確定正確答案為B選項。通過這種雙向篩選的思維方式能夠輔助學生選擇并驗證所思考的問題,在高中化學解題過程中十分重要。
3.高中化學化學式變形思維
化學式是貫穿整個學科的重要工具,不僅是在知識點理解過程中,提供直觀、有效的途徑,在化學解題過程中,更是一個重要手段,在遇到較為復雜的化學反應時,最忌諱的就是理所應當和想當然,學生要有熟悉和書寫化學方程式的意識,在方程式系數復雜、物質多樣或者化學式記憶不清晰的情況下,化學式書寫對解題過程就顯得尤為重要,化學式書寫過程不應是書本化學式的照抄照搬,而應該結合上述提到的質量守恒、電荷守恒和得失電子守恒這三大守恒規則對方程式出現的反應產物進行理解性記憶,這樣才能使方程式書寫和配平有據可依;化學方程式變形思維的使用也是解題過程中必不可少的一種手段,下面將以具體案例進行分析。
例如,題目:“5gC6H12O6在氧氣中充分燃燒,并將所得氣體通過過氧化鈉,則過氧化鈉將增重多少?”這道題目可以使用常規的守恒思維進行解答,即求出C6H12O6在氧氣中燃燒所生成的二氧化碳和水的物質的量,然后再使其分別與過氧化鈉進行反應,根據守恒思維計算最終生成的碳酸鈉和氫氧化鈉的質量m1,減去參與反應的過氧化鈉的質量m2,二者做差,即可求得過氧化鈉增重,但這種方法所涉及的方程式眾多且計算過程繁瑣,那有沒有簡便算法呢?答案是肯定的,此時我們可以巧妙地利用化學式變形:過氧化鈉吸收二氧化碳而生成碳酸鈉的反應可以將碳酸鈉變形為過氧化鈉和一氧化碳;過氧化鈉吸收水而生成氫氧化鈉的反應則可以將氫氧化鈉變形為過氧化鈉和氫氣,由此可見,反應增重就體現在一氧化碳和氫氣的質量,再根據元素質量守恒易求得C、H元素的量,進而計算質量增量。兩種方法對比,后者明顯降低了計算量和計算難度,提高了解題效率和正確率。
4.高中化學推理思維
高中化學一個重要的題型就是推理題,一般題目會給出相關的化學反應流程圖,通過各式各樣的線索,加之貫穿全局的反映流程,確定某處或某幾處的化學物質或者化學反應。這類問題考查范圍較廣、考察知識面十分廣泛,細節考察也較為突出,在解決此類問題時,不僅僅要求學生對相關知識點有一個全局的把控,更要求學生有一定的推理思維能力,運用發散型思維方式,找準關鍵突破點,加之慣性思維和發散思維,大膽進行發散性推導。
例如,題目:“涉及三種物質A、B、C,A(C14H12O2)是一種酯,其中醇B和羧酸C發生酯化反應生成A,醇B氧化也可生成羧酸C,并且A物質不能使溴水褪色。”讀題可知,該題目的突破點在與B和C的酯化反應,切入點為A的分子式。由于醇B氧化可得到羧酸C,則可確定B和C物質的C原子數相同,均為7;且除官能團外,其他結構亦應相同,所以B、C的分子式分別為C6H5COOH和C6H5CH2OH,且A為C6H5COOC7H7,由于A不能使溴水褪色,則A含有苯環,最終確定A、B、C分別為:苯甲酸苯甲酯、苯甲醇和苯甲酸。由此可見,通過題給酯化反應和氧化反應進行大膽假設并推導,最終得出未知結構。
5.高中化學實驗思維
以上高中化學解題思維足以讓學生應對高中化學一般題目,但這些思維的前提都是有牢固和熟練的知識基礎,然而,部分化學反應和化學物質與我們日常生活關聯并不十分密切,學生對大多數物質和反應并沒有系統性的認識,化學基礎知識的學習就更偏向于死記硬背,尤其是部分不常見物質的物理性質,而這些又是很多化學題目解題的基礎,所以為加強學生對基礎知識的記憶和理解,高中化學教師有必要突破原始的實驗講授模式,帶學生走入實驗室,感受化學實驗的魅力,通過直觀有趣的觀察和總結,學生就更容易對抽象的物質有一個具體的認識,從而加強記憶;除此之外,學生從高中開始進入實驗室有利于其化學實驗思維的形成,并且可以達到基礎實驗操作的練習目的,培養學生實驗興趣和嚴謹的思維。
6.總結
綜上所述,高中化學解題能力的培養主要體現在以上五個常用思維方式的鍛煉和養成,即守恒思維、篩選思維、化學式應用和變形思維、推理思維以及實驗思維。體現了一種理論與實踐相互結合、相互驗證的解題方式,幫助高中生在化學學習過程中體會到極強的規律性,從而打破恐懼心理,使學生在思維鍛煉的同時達到解題技能的提升。
參考文獻
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