“化合價”對提高高中化學解題效率的作用分析

陳藝君

摘?要：隨著教育改革的不斷推進，高中化學教學質量也在不斷提升，越來越多的化學教師開始重視培養學生的解題能力。而化合價應用作為學生必備的化學技能，對于學生明確解題思路，提高解題質量和效率具有促進作用，所以教師應在課堂上加強傳授化合價的應用方法。文章就化合價對提高高中化學解題效率的作用進行簡要的分析，希望能對學生提升化學能力和素養有所幫助。

關鍵詞：化合價;高中化學;解題效率;作用;元素

一、 引言

化合價作為高中化學課程中的重點知識內容，其在概念內容理解、解題方法運用、檢查解題答案等方面有較為廣泛的運用。化學作為一門從微觀角度上研究物質分子、原子的結構、性質、規律的科學，必然會涉及大量的計算內容。而化合價則是高質高效地解決這些問題的關鍵要點，化合價應用對于學生提升化學解題質量和效率有極大促進作用，所以學生必須要對其進行更加深刻的認識與理解，全面性地掌握化合價知識和用法。然而當前很多學生對于化合價知識的掌握與運用還不到位，所以教師需要加強對化合價教學的研究力度，以幫助學生深入掌握化合價知識，促進學生形成適合自身化學素質能力提升的學習方法和解題路徑。

二、 化合價相關概述

化合價是最簡單、基礎的化學知識，亦是學好化學不可或缺的技能。它貫穿于整個高中化學課程，對于學生厘清化學概念、性質、規律，從本質上了解化學反應真實情況具有積極的促進意義。化合價是指一種元素的一個原子在與其他化學元素的原子進行化合時所表現出來的性質和特征。通常情況下，化合價的價數等同于該元素原子在進行反應且達到穩定結構后所得失的電子數。若該元素原子得到電子，則為“+”價，若該元素原子失去電子，則為“-”價。

此外，化合價是原子化學鍵能力形成的一種展現，它能夠體現兩個元素或多個元素在化合后表現出來的穩定結構性質。需要注意的是，通常來說的單質元素，其化合價為“0”。也就是說當元素以游離態的形式存在，在沒有與其他元素進行化合時，不能體現其化合價性質。

學生正確理解化合價內涵，巧妙運用化合價知識，可以清晰解題思路，甚至是簡化解題過程，從而更加簡潔、靈活地掌握解題方法，實現對化學知識的靈活運用。

三、 “化合價”在提高化學解題效率所發揮的作用

（一）判斷化學式書寫正確與否

化學式是指利用化學元素符號和數字組合的方式將物質結構表達出來的式子，每種物質對應一個化學式，如氫氧化鈉（NaOH），二氧化碳（CO₂），四氧化三鐵（Fe₃O₄）等。當然在判斷化學式書寫是否正確時會有很多種方法，但利用化合價知識進行判斷是一種更加直觀、簡單的方法。

化學式中的化合價為“0”，它的本質意義是正化合價數和負化合價數相等。在書寫化學式時，都是將正價元素寫在前面，負價元素寫在后面，如CO₂、SO₂、SO₃等，這一點可以給學生很多啟示。而且也正是基于這種規律和方法，學生可以更加清晰地尋找解題思路。學生通過巧用化合價知識，能夠快速在化合價計算中建立等式，從而減少解題時間，提高解題質量和效率。

以習題“某物質M的最高化合價為+a，它的最高價氧化物對應的水化物化學式中有b個氫原子，那么求該物質最高價氧化物的水化物化學式”為例，在分析此題時，學生往往會被題干內容繞得“云里霧里”，找不到具體的解題思路。而學生若熟練掌握化合價知識，那么這道題將會迎刃而解。在解題過程中，先建立關系式，首先設該物質M最高價的氧化物對應的水化物化學式為H_bM_xO_y，可以肯定的是bH⁺=M_xO_y^-b，又因為M物質的最高化合價為+a，所以-b=ax+（-2y），整理得ax=2y-b。然后M_x的價數也應等于b（H^-），所以可知ax=b，再代入之前的式子可知原化學式為H_2b-aMO_b。通過抓住化學式正價數和與負價數和相等的原理，可以將化學式中所涉及的元素價數進行整合，便可以聯立方程，以此算出化學式中各元素的原子個數。

對于利用元素原子結構推導化合價和得出化學式的問題，化合價知識也有很大作用。以習題“已知M原子最外層電子數為a個，N原子的最外層電子數為b個，且a是b的兩倍，那么如何表達MN化合物的化學式”為例，在分析此題時，首先推導化合價，需要考慮電子層達到穩定后電子的排列形式。由于題意可知，M元素的化合價可以是-a或是8-a，N元素的化合價可以是-b或是8-b，由于核外電子層性質及a是b的兩倍可知，該化合物的化學式應為N_2bM_b，即簡化為N₂M。

（二）依據化學式逆向求解化合價

化學式與化合價之間關系和互為求導的方法需要進一步清晰。在實際做題和運算過程中，若學生沒有深刻掌握化合價知識，很容易思維混亂，技巧使用“模棱兩可”的情況。因此，學生要充分認識化合價概念的由來，認識到元素的核外電子相互化合的數目決定這種元素的化合價，理解同一元素以不同質量與不同元素進行化合，其反應所得到的化學物質不一定相同，其化合價的體現也是不一定相同。比如常見的Mn，Fe，N等元素，在化學反應中會出現很多種化合價，而且反應時所得到的物質的性質也有極大不同，如FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄、MnO₂、K₂MnO₄、KMnO₄等。基于這種情況，片面地利用所了解的化合價把握化學式就會存在困難，甚至會有很多行不通的地方，所以教師一定要讓學生從化學式中對每個元素的化合價進行深入了解，以此把握化學式內容。