許紅艷
摘 要:本文從化學(xué)方程式的宏觀意義出發(fā),揭示了化學(xué)方程式的微觀意義和符號的關(guān)系以及應(yīng)用,還能反應(yīng)化學(xué)方程式的基本反應(yīng)類型,真正培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識實(shí)現(xiàn)從定性到定量的提升。
關(guān)鍵詞:化學(xué)方程式;宏觀(質(zhì));微觀(量);反應(yīng)類型
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2015)18-074-1
化學(xué)反應(yīng)方程式是化學(xué)變化的表征,以化學(xué)反應(yīng)方程式為核心,是化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵,同時(shí)也是教學(xué)的重點(diǎn)和難。化學(xué)反應(yīng)方程式是化學(xué)反應(yīng)的濃縮表達(dá),它既給了“質(zhì)”的表達(dá),也給了“量”的確定。它可以建立起宏觀、微觀和符號的三種關(guān)系,更重要的是它具有可持續(xù)發(fā)展性,是初中和高中化學(xué)變化內(nèi)涵和本質(zhì)要求的基礎(chǔ)。
化學(xué)反應(yīng)方程式首先能真實(shí)地反映出一個(gè)化學(xué)變化中的反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)的條件,學(xué)生能一目了然地掌握,真正遵循客觀事實(shí)的化學(xué)變化。在書寫化學(xué)方程式的過程中,教師要特別強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)的條件。如:綠色植物的光合作用,化學(xué)反應(yīng)方程式應(yīng)書寫為6H2O+6CO2光照葉綠素C6H12O6+6O2,而二氧化碳通入水中,化學(xué)反應(yīng)方程式應(yīng)書寫為H2O+CO2=H2CO3,兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物是相同的,正是由于反應(yīng)條件的不同,導(dǎo)致了生成物也不同,發(fā)生了兩種截然不同的化學(xué)變化。其次,在書寫化學(xué)反應(yīng)方程式時(shí),配平也是至關(guān)重要的,否則該化學(xué)變化將不符合質(zhì)量守恒定律。從宏觀上講,教師通過氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn),可以證明化學(xué)變化是遵循質(zhì)量守恒定律的,但是學(xué)生卻只能從表象上感受到,不能真正理解,這就有待于教師的講解。教師可以先通過組織學(xué)生觀察,化學(xué)反應(yīng)方程式反應(yīng)前后的元素種類沒有發(fā)生改變。只從元素種類未發(fā)生變化和質(zhì)量的守恒也難以劃上等號,那么,從微觀入手是非常必要的。
以電解水的變化示意圖為例,它很直觀地表達(dá)出分子可以被分成原子,然后原子重新組合成新的分子。而且在此過程中,原子的種類和數(shù)目是不發(fā)生變化的。這就幫助學(xué)生更清楚地認(rèn)識了微粒的變化。在微觀體系中真正感受到了質(zhì)量守恒,學(xué)生也能體會(huì)到配平工作是不能忽略的。
從宏觀和微觀體系中掌握了化學(xué)方程式的要領(lǐng),化學(xué)反應(yīng)方程式意義的了解也可以從宏觀和微觀兩方面著手。再以電解水為例:根據(jù)2Mr(H2O)=2*18,2Mr(H2)=2*2,Mr(O2)=32,則:2H2O2H2+O2
2*18 2*2 32
宏觀上可以得知36份質(zhì)量的水電解可以得到4份質(zhì)量的氫氣和32份質(zhì)量的氧氣,而36=4+32也證明了質(zhì)量守恒定律是書寫化學(xué)方程式所遵循的原則,m(H2O)∶m(H2)∶m(O2)=9∶1∶8。也可以看出參加反應(yīng)的反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量,這便培養(yǎng)了學(xué)生要定量地看待化學(xué)反應(yīng)中的變化?;瘜W(xué)方程式的宏觀物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系在化學(xué)計(jì)算中是重點(diǎn),可以幫助我們計(jì)算物質(zhì)生成的質(zhì)量。微觀上得知2個(gè)水分子電解生成2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子,微粒個(gè)數(shù)比是2∶2∶1。學(xué)完化學(xué)方程式,習(xí)題鞏固自然必要,如:某有機(jī)物R在足量氧氣中完全燃燒后的化學(xué)方程式如下:2R+13O2點(diǎn)燃8CO2+10H2O。根據(jù)質(zhì)量守定律,R的化學(xué)式為( )
A. C4H10 B. CH4 C. CH4O D. C2H4O2
該習(xí)題是從微觀的觀點(diǎn)詮釋了質(zhì)量守恒定律。再如:3.2克某有機(jī)物B完全燃燒,生成4.4克二氧化碳和3.6克水,要求判斷有機(jī)物中是否含有氧元素?該習(xí)題對掌握質(zhì)量守恒定律的要求比較高。(1)學(xué)習(xí)燃燒的條件后,掌握該反應(yīng)必須要和氧氣反應(yīng),通過質(zhì)量守恒定律得知:m(有機(jī)物B)+m(O2)=m(CO2)+m(H2O)。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量不變,學(xué)生能夠知道生成物中CO2的碳元素來自于反應(yīng)物中的碳元素,且4.4克CO2中m(C)=1.2克,同理,水中的氫元素應(yīng)該來自于有機(jī)物中氫元素,且氫元素的質(zhì)量等于水中氫元素的質(zhì)量,3.6克水中m(H)=0.4克,m(C)+m(H)=1.2克+0.4克=1.6克<3.2克m(有機(jī)物),所以,有機(jī)物B中含有氧元素。根據(jù)以上分析,建議學(xué)生是否可以用氧元素的質(zhì)量守恒來計(jì)算有機(jī)物B中是否含有氧元素。這就對質(zhì)量守恒定律由宏觀到微觀深入理解的升華。
化學(xué)方程式能反映出化學(xué)反應(yīng)的基本類型,初中主要涉及四大基本反應(yīng)類型,即化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)?;戏磻?yīng)和分解反應(yīng)類型的判斷,學(xué)生基本都能掌握。而置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)卻十分容易混淆,特別容易將復(fù)分解反應(yīng)當(dāng)做是置換反應(yīng),一廂情愿地認(rèn)為,只要相互交換位置叫屬于置換反應(yīng)了,這就要從置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)的定義去強(qiáng)調(diào),置換反應(yīng)是前有單質(zhì)參加后有單質(zhì)生成。復(fù)分解反應(yīng)是前有兩種化合物互相交換成分,生成兩種新的化合物。以置換反應(yīng)為例,典型的實(shí)例歸類有:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;Fe+CuSO4FeSO4+Cu,再舉一個(gè)例子讓學(xué)生辨認(rèn):Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2是置換反應(yīng)嗎?這樣就加強(qiáng)學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)定義的應(yīng)用了。
化學(xué)反應(yīng)方程式還能發(fā)展學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)規(guī)律的認(rèn)識,如:在第七章中學(xué)習(xí)酸堿中和反應(yīng),以氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)為例,方程式的書寫為:NaOH+HCl=NaCl+H2O。從宏觀上講,利用書本【活動(dòng)探究】的演示實(shí)驗(yàn)可以得知該化學(xué)反應(yīng)的本體。而深入到微觀世界,究其發(fā)生的原因,其實(shí)就是H++OH-=H2O的緣故,其余微粒則不發(fā)生反應(yīng)。對于氨水和硫酸的反應(yīng)方程式,就可以按照1個(gè)氫離子和1個(gè)氫氧根離子生成1個(gè)水分子的理論進(jìn)行應(yīng)用了。