高中化學解題中數形結合的運用

杜雪艷

(安徽省太和縣太和一中 安徽 阜陽 236600)

在化學解題中,部分學生存在解題困難的情況.解題方法運用不準確,使學生出現解題錯誤,影響學生學習的積極性與自信心.因此,作為高中化學教師,需要有效利用數形結合思想,使抽象問題變得簡單、形象,拓展化學解題思路,優化化學解題方式,提高學生化學解題能力.

1 借助數形結合思想,明確化學反應原理

在高中化學教學中,教師需要引導學生分析元素的化學意義,結合相應的圖片分析,尋找問題的解題關鍵,加深對化學反應原理的理解.將數形結合思想引入高中化學教學中,擴展學生解題思維,引導學生利用化學反應原理,提高化學解題效率[1].

圖1 氯氣與混合溶液反應的物質的量變化圖

A.還原性I->Fe2+>Br-

B.在原混合溶液中,FeBr2的物質的量是6 mol

D.在原溶液中,n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3

2 利用數形結合,分析解題條件

教師可以利用坐標系圖形,通過橫坐標與縱坐標的展示,讓學生直觀了解化學題目條件,通過數與形的綜合分析,讓學生快速、準確解決化學平衡問題.在實際的解題中,引入數形結合方法,將問題更加直觀地展示,清晰了解題目條件,構建相應的數量關系,清晰理解其中的化學反應原理,掌握化學平衡的條件,有效解答化學題目[2].

圖2 化學反應速率與反應過程曲線圖

A.t0-t1B.t2-t3

C.t3-t4D.t5-t6

解析通過對圖1進行分析,可以直觀看到化學反應達到平衡狀態,但化學反應依舊進行.此時的化學反應正逆反應速率相同的平衡反應,在t1-t2時間段,屬于逆向反應,氨不斷消耗.t2-t4時間段,平衡不移動,氨的質量分數與t1-t2的時間段相等,t4-t5時間段內,屬于逆向反應,氨在不斷消耗,氨的質量分數比t1-t2時間段要小,因此,氨質量分數最小的時間段是t5-t6,所以正確的答案是D.

3 利用數形結合,明確解題思路

在高中化學解題中,教師需要利用數形結合思想,將抽象情景形象化展示,幫助學生分析題目意思,根據題目已知條件,明確解題思路,有效解答化學問題.

例3向KOH和Ca(OH)2組成的混合溶液中通入足量的二氧化碳氣體,圖3所列產生沉淀與通入的二氧化碳體積之間的關系是( ).

圖3 產生沉淀與CO2體積關系

4 利用數形結合,簡化化學題目

在高中化學解題中,教師需要引導學生克服畏懼心理,利用數形結合思想方法,將復雜題目轉化為簡單題目,消除學生的畏懼心理,促使學生主動思考解題,提高學生化學解題能力[3].

例4肼(H2NNH2)是一種高能燃料,其發生化學反應的能量變化如圖4所示.已知斷裂1 mol化學鍵需要的能量(kJ):N≡N為942,O=O為500,N—N為154,求解斷裂1 mol N—H鍵需要的能量(kJ).

圖4 高能燃料化學反應能量變化圖

解析本題考查的是化學反應與能力變化,掌握ΔH=斷鍵吸收的總能量-成鍵放出的總能量,所以斷鍵吸收的總能量=成鍵放出的總能量+ΔH,根據題目中的已知條件,進行題目的計算.設斷裂1 mol N—H鍵需要的能量是x,根據圖4可以得出,反應物的總能量比生成物的總能量高,因此反應物斷鍵吸收的能量是2 752 kJ-534 kJ=2 218 J,所以,4x+154 kJ+500 kJ=2 218 kJ,求解得出x=3 913 kJ.

5 利用數形結合,梳理化學題目

在高中化學解題中,一些題目從表面上看較為凌亂,難以找到解題突破點.但是,在凌亂的條件中,數量關系與結構隱藏其中,因此,在解題中,引導學生學生對凌亂的條件進行梳理,將其清晰地展示出來,逐層剝絲抽繭,明確題目中的數量關系,明確解題思路,完成化學試題解答.

圖5 化學反應能量變化圖

(1)在第一步中,化學反應是放熱反應還是吸熱反應?寫出相應的依據.