作圖法在高中化學解題中的應用研究

陳淑惠

(福建省平和第一中學 363700)

在高中化學解題中，學生經常會面臨著各種各樣抽象的化學問題，但由于學生的空間想象能力有限，無法快速、有效地解答問題，這就需要教師幫助學生找到更加方便、易懂的解題方法.其中，作圖法就是應用性較強的解題方法，學生可以借助圖像分析化學問題，從而直觀地尋找到化學解題的出路.因此，本文將結合高中化學有關知識，具體談談作圖法的應用方式.

一、作圖法在高中化學原子核外電子的排布問題中的應用

原子核外電子排布是高中化學的一個重要知識點，也是化學考試經常涉及的問題.但是，原子核外電子排布知識點較為抽象，與之相關的化學問題也變得抽象起來，如果學生缺乏良好的空間想象以及邏輯推理思維，將很難進行有關問題的解答.其中，學生應該學會結合一些原子結構示意圖，以探究核外電子排布的一般規律，從而掌握其存在的規律及特點，進而尋找到解題的思路與方向.

如以下題目為例：某元素(核電荷數小于20)最外層電子數是次外層電子數的a(1

分析這道化學題目涉及到核外電子排布的有關知識點，學生回答問題時需要按照電子層數進行分析討論.但是，在此過程中，如果學生只會冥思苦想不懂得結合實際的原子結構示意圖，也將無法得出問題的答案.同時，對于一些想象能力較弱的學生，也建議他們花費一些時間，利用作圖法先畫出一個原子結構示意模型，如圖1所示：

圖1

然后，結合相關的原子結構示意圖，利用假設法對電子層數進行分析.其中，學生可以假設該原子核外有3或者4個電子層，并按照上述示意圖畫出相應的電子層，再根據題目中給出的條件：最外層電子數是次外層電子數的a(18)，但是從核外電子的排布規律來看，這種計算結果不符合核外電子排布規律.所以，學生可以很快的否定這個答案.那么學生可以轉變思路，假設該原子核外有2個電子層，得出最外層電子數為2a(2a<8)，這個假設符合核外電子的排布規律，所以可以求出核內的質子數為2a+2.

二、作圖法在高中化學反應速率問題中的應用

每當學生遇到復雜的化學問題時，都會失去解題的興趣和信心.這是因為化學題目往往比較冗長，而且提及到的數據信息多，讓學生一時之間摸不著頭腦，抓不住題目的重點信息，從而降低了學生的解題積極性.其中，在解答化學反應速率有關問題時，學生經常會看到題目中存在比較多的反應方程式和數據信息，那么學生就需要結合一些有效的方法，對這些數據信息進行加以區分和利用，才能有效解答出問題的答案.

分析在這道化學反應速率題目中，學生需要從化學反應前、中以及后幾個階段，展開逐步地分析與探究，才能有序地尋找到問題的答案.同時，學生也要懂得利用這道題目的化學方程式，從而在化學反應中尋找到解題的突破口.其中，在進行分階段探討化學反應速率時，學生可以利用作圖法的形式，繪制相關的數據分析圖(如圖2所示)表(見表1)，以更為直觀地尋找到化學問題的答案.

根據化學反應：

表1

那么根據上述的圖表，學生可以直觀地進行化學反應速率的分析與探究，從而得出：v(H2)=2 mol÷0.5 L÷5 min=0.8 mol/(L·min)

CO的轉化率=(1 mol÷2 mol)×100%=50%

可見，在分析化學反應速率題目時，學生應該懂得結合一些作圖法，如繪制具體的圖表，以將數據分析進行歸納和匯總，從而更好地引導學生展開問題地分析與探究，進而培養學生養成良好的繪制圖表的習慣，最終提升學生的化學解題能力.

三、作圖法在高中化學溶液的酸堿性問題中的應用

溶液的酸堿性也是高中化學的一個比較重要的知識點，而看似簡單的化學知識點，卻在實際的問題解答中讓學生感覺到困擾.首先，學生不懂得抓住題目的關鍵點；其次，學生對問題的分析不夠透徹，導致解題的失敗.最后，受到傳統固有思維的束縛，不懂得結合圖像等形象直觀地解題方式來解答問題，促使解題陷入困境.

以下面這道化學溶液酸堿性問題為例：在這道題目中，使用AG來表述溶液的酸堿度，其中AG的定義為AG=lg(c(H+)c(OH-)),那么下列哪些說法是正確的？

(1)在25℃時，若溶液呈現中性，其pH=7,AG=1.

(2)在25℃時，若溶液呈現酸性，其pH<7,AG<0.

(3)在25℃時，若溶液呈現堿性，其pH>7,AG>0.

(4)在25℃時，若溶液的pH與AG的換算公式為AG=2.

分析對于該道化學問題，由AG=lg(c(H+)×c(OH-)),學生可以懂得其與數學中的常用對數函數y=logx有相似之處，那么學生則需要根據題意，利用作圖法畫出AG的縱坐標圖，如圖3所示：

圖3

根據上述坐標圖像，學生可以得到：當溶液呈現中性，c(H+)c(OH-)=1，那么pH=7,AG=0，所以(1)問是錯誤的；當溶液呈現酸性，c(H+)c(OH-)>1，那么pH<7,AG>0，所以(2)的表述也是錯誤的；當溶液呈現堿性，c(H+)c(OH-)<1，那么pH>7,AG<0，所以(3)的表述也是錯誤的；那么剩下的也只有(4)的表述是正確的，所以學生可以快速地尋找出答案為(4).通過這種直觀地作圖法，學生也可以快速、簡潔地分析化學溶液的酸堿性問題，使得學生的空間思維以及作圖能力都有所提升.

綜上所述，作圖法是高中化學解題教學的一種重要方法，且具有一定的生動性和形象性的特點，非常適用于抽象的化學問題解答.在本文中，主要結合了一些具體的高中化學問題，如原子核外電子排布、化學反應速率以及溶液酸堿性等問題，對作圖法展開了適當的分析，以期引導學生體會作圖法的應用價值.