淺談守恒法在高中化學解題中的應用

摘 要：化學作為高考的重點科目之一，測試了學生的化學知識掌握應用能力以及核心素養，因此培養學生解決化學題的能力也是高中教師的重中之重，通過極值法、假設法、守恒法等讓學生理解化學概念與基本理論，運用化學思維，進行化學解題.主要介紹了化學守恒法，以及在高中化學中解題方法與講解建議，希望對高中生解題有所幫助.

關鍵詞：守恒法;解題技巧;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）34-0105-02

收稿日期：2021-09-05

作者簡介：劉毅（1970.3-），男，福建省建甌人，本科，中學一級教師，從事中學化學教學研究.

化學核心素養要求學生掌握并了解守恒思想的內涵與應用方法，因此在實際教學中，化學教師需要重點指導學生對化學守恒技巧的學習，并在解題過程中進行應用.這不僅可以幫助學生更加深刻地理解化學反應的進行過程，學習物質的變化規律，還可以幫助學生養成化學思維，有利于高考化學成績的提升.

一、化學守恒法概述

1.化學守恒法概念

守恒是化學中重要的學科思想，也是化學計算的典型方法之一.守恒法本質是利用物質守恒定律，即物質變化過程中某一特定的量固定不變，建立恒等式，巧妙地解答，從而提高解題速度和正確率.這可以以某一物質為基準，從而省略掉其他干擾項，大大簡化了解題過程.

2.化學守恒法優點

守恒法的優點就是透過現象抓住本質，即抓住題目中的不變因素，以不變應萬變，舍棄某些數據，刪去一些繁雜的數字運算，簡化了解題過程，減少了出現錯誤的機會.因此守恒法是一種常用的典型解題方法.

守恒法并不是一個具象化的知識點，它是多種化學原理、化學知識核心概念的體現，并不是如同化學式一樣的組合.在解題的過程中通過對知識進行概括、類比、總結，從而得出各項物質之間的關系式，學生學會利用守恒法解題后，也更容易理解化學的守恒觀念，這是化學概念的核心理論支撐點.學生從所學習的守恒解題技巧，普及到整體化學學習中的應用，提升學生對整體化學知識點的認知.這個觀念一旦形成，就會在學生的腦內形成堅固的化學理解方式，觸類旁通，提高學生對化學知識的總結能力，更好地理解化學原理，應用化學知識.學生經過反復地探索和思考，深刻理解知識的內涵，提高自己的理解和思想達到抽象和概括的高度，將知識融入自己的思想，轉化為自己的思想成為一部分，促進對知識的深層理解，從而巧妙的解答高考題.

二、化學守恒法解題技巧

化學反應的實質是原子間的化分和化合，反應前后元素的固有特征是不會改變的，抓住這些守恒關系，并將其運用于化學計算中，能順利解決應用題.本文針對其中幾種常見方法進行講述.

1.質量守恒法

質量守恒原理是：物質既不能產生也不能消滅.但它的組成卻可從一種形式變成另一種形式.盡管化學反應前后反應物和產物的質量構成會發生變化，但系統的總質量卻維持不變.在運用質量守恒法解題時需注意，質量守恒法質量總和不變指的是已經參加化學反應的所有反應物的質量與進行化學反應后所有生成物的質量總和不變.其次是質量守恒法應用于化學變化的質量守恒，物理變化中的質量不能運用化學質量守恒法.最重要也是學生解題過程中最常出現的問題，即化學質量守恒是指進行化學反應物質的質量，而不是化學物質的體積等其它量的守恒.

例1 M g氯酸鉀與1.5 g二氧化錳混合加熱，充分反應后，留下殘留物N g，則生成氣體的質量是（）.

A.（M-N）g B.（M-1.5-N）g

C.（M+1.5-N）gD.（N-1.5）g

解析 根據此反應的化學方程式：氯酸鉀在二氧化錳催化劑、加熱的反應下生成氯化鉀與氧氣，即M+1.5=N+m（O2）;由于二氧化錳是催化劑，反應前后質量不變，故由此可求出氧氣的質量，故選項（C）符合要求.

2.元素守恒法

在化學反應過程中，從某種意義上說可以認為是原子重新組合的過程，因此在反應過程中某種元素的原子，在反應前后都保持原子的微粒數守恒.在解題過程中要迅速抓住反應物或生成物的某種元素的原子，建立等量關系，簡便、準確、快速解題.

例2 化合物BrFX與水按物質的量之比3∶5發生反應，其產物為溴酸、氫氟酸、單質溴和氧氣.

（1）在BrFX中，X=？

（2）該反應的化學方程式是：.

解析 第（1）問解題的出發點為原子守恒.

題中給出了反應物物質的量之比，又給出了生成物的名稱，根據原子守恒，反應物中的3mol 溴原子在生成1mol Br2單質后，只剩余1mol Br，因此只能生成1mol HBrO3.而在HBrO3中已有3mol 氧原子，5mol H2O中的5mol 氧原子還有2mol，生成1mol O2.再根據氫原子守恒，就可以得出生成9mol HF.由于BrFX為3mol ，所以X為3.該反應的化學方程式是3BrF3+5H2OHBrO3+9HF+Br2+O2↑.

3.電荷守恒法

電荷守恒法是利用反應前后離子所帶電荷總量不變的原理進行推導或計算的方法.在電解質溶液里或在離子化合物中，陰、陽離子的電荷數相等;在化學反應過程中，同類性質的電荷相等或不變.換句話說即物質顯電中性，在此基礎上對試題進行求解.

例3 在常溫下，把氨水滴加到鹽酸中，當c（NH+4）=c（Cl-）時，混合溶液的pH為（）.

A.大于7 B.小于7 C.等于7 D.無法判斷

解析 此題粗看，無從著手，易錯選D.若簡單地認為是弱堿滴入強酸，易錯選B.但是若根據電荷守恒法：NH3·H2ONH+4+OH-，即c（NH+4）=c（OH-），而鹽酸電離c（H+）=c（Cl-），現c（Cl-）=c（NH+4），故c（H+）=c（OH-），溶液顯中性.答：C

電荷守恒法解題過程巧妙地運用了物質顯電中性的原理，不需要常規方法那樣繁瑣的分析電解質溶液中每種物質的電離方程式，再融入題目所給的相關離子濃度，一步一步計算推斷.不僅增加了計算量，繁瑣的推斷步驟還很容易出錯，同時在考試中會因此花費大量時間，導致其余題目在有限的考試時間中來不及計算.而電荷守恒法很好地規避了計算量，只需要找出混合溶液中存在的離子，再通過電荷守恒就可以輕松推斷，選擇忽略掉會帶來大量計算的常規方法，只需要關注題目中電荷相關的解題點，快速解決問題，同時保證了正確率.

三、守恒法解題技巧教學建議

1.選擇合適內容

化學學科的多樣性導致化學題目內容往往考察的不只是化學知識，還同時考察了學生對題目的理解能力、語文閱讀能力.學生需要對題目進行細致了解分析，避開題目中的陷阱，選擇合適的方法進行化學解題.雖然化學守恒法在高中化學過程中是重點考察的解題技巧，但是并不是所有題目都適合應用，教師在講解過程中要注意選擇合適的教學內容、典型的例題進行講解.既符合高中生的學習特點，又能很好地凸顯出守恒法的良好應用，幫助學生在腦內構建守恒法的知識框架，明確各類型題目與守恒法的相適應性，完善學生化學解題思維.

2.加強變式訓練

守恒法解題技巧本質上是需要培養學生的化學思維，守恒法涉及許多細致的知識點，有的學生可能只是掌握了質量守恒法，而對電荷守恒法掌握薄弱.教師需要多變化考查知識點，讓學生透過現象看本質，看透問題核心，以及所應用技巧的核心思想，才能靈活掌握守恒法應用.

3.加強計算與反思意識

有些時候，學生對待計算題因為感覺繁瑣，所以時常了解思路后就不再進行計算，沒有養成良好的計算以及驗算的習慣.而在考試中結果是決定分數的唯一標準，即使在考試中學生思路正確，卻因為計算不熟練得到了錯誤的結果而丟失了應得的分數，何嘗不是一種遺憾？所以教師要改變學生對計算輕視的態度.提示學生進行計算訓練，并且鼓勵學生在做題后進行檢驗，反思自己的解題思維是否正確，提高學生的反思能力.

總之，守恒法是化學重點學習的解題方法，教師需要培養學生守恒思維，熟練運用守恒法進行解題，提高做題效率與正確率.

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[責任編輯：季春陽]