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    淺談模型的構(gòu)建對高中化學解題的積極意義

    2014-12-31 22:51:22周燕
    理科考試研究·高中 2014年12期
    關(guān)鍵詞:混合氣體關(guān)系式題干

    周燕

    高中化學不再像初中那樣簡單.進入高中后,學生需要接觸的物質(zhì)及其性質(zhì)比初中時更加的紛繁復雜.高中化學難度增加,解題中的問題層出不窮,令許多高中生應接不暇.有經(jīng)驗的老師都懂得培養(yǎng)學生的化學思維,幫助學生構(gòu)建化學解題模型,從而使學生在紛繁復雜的化學試題中能夠做到游刃有余.

    良好的方法等于成功的一半.化學解題方法我們也通常稱之為化學解題模型,是將化學思維應用于化學應試的一種具體做法.在化學解題的過程中,如能成功構(gòu)建化學解題模型并且靈活熟練地加以應用,必將大大提高解題的效率和準確度.這看似應試教育的產(chǎn)物,實際上也是一種化學思維的運用、是一種素質(zhì)和能力的培養(yǎng)與鍛煉.

    一、高中化學解題模型初探

    化學解題模型,指的是經(jīng)過系統(tǒng)總結(jié)后得出的比較完整的化學解題的方法.它是對于化學思維的一個具體的靈活運用,是對化學規(guī)律的一個把握.化學規(guī)律有很多,根據(jù)不同的化學規(guī)律,我們構(gòu)建起了不同[JP3]的解題模型.這些化學解題模型在解題的過程中可以化繁為簡,變難為易.[JP]

    二、常用的解題模型

    化學解題過程中常用到的有八大模型,分別是:依據(jù)能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律等構(gòu)建的守恒模型;將化學計算與數(shù)學知識有機結(jié)合而構(gòu)建的方程組模型;依據(jù)物質(zhì)組成和變化中的幾種量之間的關(guān)系而構(gòu)建的關(guān)系式模型.此外還有差量模型[JP3](和量模型)、轉(zhuǎn)化模型、平均值模型、十字交叉模型、討論模型等.[JP]

    三、模型的具體應用

    各種不同的模型都有自己的特點和用途,在此,我們以其中的守恒模型、關(guān)系式模型和討論模型為例,來探討模式構(gòu)建和運用在解題中立竿見影的效果.

    1.守恒模型

    守恒模型主要利用的是能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律等,找到題干中不變的一個或者一組量,從而使問題迎刃而解.

    例使用臭氧發(fā)生器獲取臭氧,已知在臭氧發(fā)生器中放入200 mL的氧氣O2,經(jīng)過一段時間的3O2→2O3反應后,經(jīng)測定氣體體積變?yōu)?90 mL(測定條件均為標準條件),求反應后氣體的密度.

    解析此題在解題過程中容易陷入誤區(qū),那就是有的同學會費勁心思的思考,到底反應后獲得了多少臭氧,混合氣體中還有多少氧氣,于是將大量時間和心思用在了到底多少氧氣轉(zhuǎn)化成臭氧的問題上,最終一頭霧水.

    此時如果使用守恒模型,問題便會出現(xiàn)轉(zhuǎn)機.在這個反應中,發(fā)生變化的是分子結(jié)構(gòu)和體積、密度,而根據(jù)質(zhì)量守恒定律,我們會發(fā)現(xiàn)反應前后質(zhì)量并沒有發(fā)生變化,那就是:m=0.2L/22.4L/mol×32g/mol,反應后的體積V已知,所以反應后的氣體密度為:

    ρ=m/V=(0.2L/22.4L/mol×32g/mol)/0.190L=1.50g/L

    2.關(guān)系式模型

    所謂關(guān)系式模型指的是借助所學化學知識,找到題干中幾種[JP3]物質(zhì)間明的或暗的關(guān)系,從而列出關(guān)系式,最終化繁為簡,得出結(jié)果.[JP]

    例在密閉容器中注入適量的H2、O2、Cl2的混合氣體,當使用電火花將其點燃后發(fā)現(xiàn)這三種氣體恰好完全反應.當冷卻至室溫時測得反應后的液態(tài)產(chǎn)物溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為25.3%,求反應前注入容器的混合氣體中的體積比().

    A. 9∶6∶1B. 13∶6∶1 C. 26∶192∶71 D. 7∶3∶1

    解析此題最令學生困惑的地方是除了一個溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)外,再沒有任何直接給明的數(shù)值.如果將四個選項分別嘗試的話工作量會很大,同時準確度也很低.其實,通過對題干的分析我們能夠找到其中一些隱藏的數(shù)據(jù)關(guān)系,因此,解決該類試題時便可以使用關(guān)系式模型.

    通過分析我們能夠首先得出這樣的一些信息,反應產(chǎn)物為H2O和HCl,溶質(zhì)就是HCl.我們知道在點燃條件下2H2+O22H2O,H2+Cl22HCl,又已知“恰好完全反應”,H2的分子數(shù)等于二倍的O2的分子數(shù)加上Cl的分子數(shù),即得出關(guān)系式N(H2)=2N(O2)+N(Cl).對照選項不難發(fā)現(xiàn)13=2×6+1;7=2×3+1,B、D兩選項符合題干要求.再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)為25.3%進行檢驗會發(fā)現(xiàn)

    (2×36.5)/(2×36.5+12×18)×100%=25%

    從而得出正確選項B.

    3.討論模型

    所謂討論模型是指根據(jù)題干給出的條件,分別進行假設,驗證假設結(jié)果是否成立來解決問題的一種方法.討論模型在數(shù)學、物理、化學中都有廣泛的應用,主要包括極值討論法、范圍討論法、分類討論法等.該解題模型較適合用于條件已定但比較模糊,數(shù)值不夠明確的題型.

    例在標準狀況下,a L的氯氣和氫氣的混合氣體經(jīng)光照反應后,所得氣體恰好使b mol NaOH完全轉(zhuǎn)化為鹽,那么a與b的關(guān)系不可能是( ).

    A. b=a/22.4 B. b

    C. b>a/22.4 D. b≥a/11.2

    解析在解答此類題目時,學生習慣于直接分情況,那就是將反應分為恰好完全反應、氯氣過量、氫氣過量三種可能,然后逐一進行計算.但是作為一個計算型的選擇題來說,此種解法未免小題大做.

    正確的思路應當是利用討論模型中的極值討論法,先假設混合氣體中只有氫氣,則b=0,假設混合氣體中只有氯氣,則b=a/11.2,可得出0

    討論模型的的構(gòu)建和使用大大減少了運算量,提高了做題效率和準確率.

    化學模型的構(gòu)建能夠使解題變得容易,能夠幫助學生培養(yǎng)化學思維,理清解題的思路,提高解題的速度和準確率.教師要積極地幫助學生構(gòu)建化學解題模型,并指導學生靈活運用于考試當中,必將取得意想不到的效果,從而決勝高考.

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