段昌平
新一輪課改后的新教材(以人教版為例) 絕大多數(shù)地區(qū)已使用了4年~5年,然而時(shí)至今日仍有少數(shù)人(特別是教輔資料或考題的編寫者)在新教材更新的內(nèi)容上未引起高度注意,時(shí)有把舊教材中一些缺乏科學(xué)性的摒棄了的說(shuō)法或表述形式編入教輔資料或聯(lián)考試題中,有少數(shù)教者甚至帶到課堂上,這不僅影響了新教材對(duì)學(xué)科知識(shí)構(gòu)建目標(biāo)的落實(shí),也為學(xué)生的高考帶來(lái)不確定因素。下面列舉幾例。
1.催化劑作用及定義的表述更新
在舊教材中,關(guān)于催化劑作用的表述是籠統(tǒng)地稱為“成千上萬(wàn)倍地加快化學(xué)反應(yīng)速率”。新教材為了摒棄這種籠統(tǒng)的說(shuō)法,專門設(shè)置了三個(gè)“科學(xué)探究”實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生不斷從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí),即對(duì)同一化學(xué)反應(yīng)使用催化劑與不使用催化劑,選用不同的催化劑,其化學(xué)反應(yīng)速率改變的程度是不相同的;然后上升得出使用催化劑改變化學(xué)反應(yīng)速率的規(guī)律性認(rèn)識(shí)。然而,至今仍有不少教輔資料和少數(shù)教師上課時(shí)還在講催化劑能“成千上萬(wàn)倍地加快化學(xué)反應(yīng)速率”,抹殺了不同催化劑改變同一化學(xué)反應(yīng)的速率是有區(qū)別的這一事實(shí);更沒(méi)有去理會(huì)新教材為何用幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題的意圖。
新教材不僅給催化劑的作用作出了科學(xué)性的表述,而且還特別提出了催化劑“改變化學(xué)反應(yīng)路徑”的提法,這是給初中催化劑所下定義——“在化學(xué)反應(yīng)里能改變其它物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑”的一個(gè)必要交待,即催化劑參與了化學(xué)反應(yīng)的全過(guò)程,致使原來(lái)化
學(xué)反應(yīng)的路徑發(fā)生了改變。正因如此,才使發(fā)生反應(yīng)所需的活化能降低,大幅度地提高了反應(yīng)體系中活化分子的百分?jǐn)?shù),從而使新的反應(yīng)路徑中的分子有效碰撞概率提高,反應(yīng)速率增大。因此,教學(xué)中要特別重視催化劑“改變化學(xué)反應(yīng)路徑”的提法,并力求用學(xué)生所熟悉的例子予以具體化。
例如,SO2直接與O2反應(yīng)生成SO3很慢,慢得連儀器也很難檢測(cè)到,但SO2很容易被NO2氧化生成SO3,NO2還原為NO,NO又容易被O2氧化生成NO2,整個(gè)過(guò)程可表示為:
上述過(guò)程中由于NO2的存在,致使SO2氧化為SO3的路徑改變,使得SO2的氧化變得很容易。NO2在該反應(yīng)過(guò)程中“伴演”的就是催化劑的角色。
2.新制Cu(OH)2與醛共熱反應(yīng)的化學(xué)方程式更新
新制Cu(OH)2試劑是一個(gè)特定表述,其配制過(guò)程為:在試管里加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振蕩后即得到新制氫氧化銅(澄清溶液)。其實(shí)該試劑的溶質(zhì)是Na2[Cu(OH)4]、NaOH(濃度最大)和Na2SO4。新制氫氧化銅是專門用于檢驗(yàn)醛基存在的,因其還原產(chǎn)物是紅色難溶Cu2O,現(xiàn)象明顯。之所以新制氫氧化銅試劑這樣配制,原因有二:一是在強(qiáng)堿性條件下醛基的還原性更強(qiáng),反應(yīng)速率更快,現(xiàn)象更明顯。二是溶液中[Cu(OH)4]2-對(duì)熱很穩(wěn)定,其過(guò)量時(shí)受熱不會(huì)分解干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。事實(shí)上Cu(OH)2也可與醛基反應(yīng),但當(dāng)其過(guò)量時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生黑色CuO而嚴(yán)重干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
舊教材中將新制氫氧化銅與醛(乙醛)反應(yīng)的化學(xué)方程式表述為:
CH3CHO+2Cu(OH)2△
CH3COOH+Cu2O+2H2O
所以不少人把新制氫氧化銅試劑解讀為“氫氧化銅懸濁液”。由于各種教鋪資料對(duì)這種解讀的推波助瀾,使其流傳廣泛,負(fù)面影響深遠(yuǎn)。當(dāng)時(shí)很多人似乎也沒(méi)有去追究,默認(rèn)了,就是有人站出來(lái)呼吁(筆者2008年4月在《化學(xué)教育》發(fā)表過(guò)呼吁文章),也沒(méi)有改變時(shí)下的現(xiàn)狀,因教材也是這樣模糊的。
課程改革后新教材對(duì)新制氫氧化銅與醛(乙醛)反應(yīng)的化學(xué)方程式則表述為:
CH3CHO+NaOH+2Cu(OH)2△
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
新教材的這種表述是對(duì)舊教材表述的重要更正,這種表述更符合客觀實(shí)際。其理由有二:一是新制氫氧化銅本來(lái)是一種溶液(只要做過(guò)實(shí)驗(yàn)的人都會(huì)看到不是懸濁液),明明白白在反應(yīng)過(guò)程中生成了紅色沉淀,理應(yīng)在Cu2O的后面打“↓”。二是新制氫氧化銅是一種強(qiáng)堿性溶液,醛的氧化產(chǎn)物羧酸當(dāng)然被堿中和而呈羧酸鹽存在。
然而,當(dāng)今正在使用的各大“品牌”教輔資料或某些區(qū)域性(如省示范高中)聯(lián)考考題的編寫者們還在使用“氫氧化銅懸濁液”以及舊書(shū)中表述的化學(xué)方程式。更多的教師也是跟著教輔資料或考題的答案轉(zhuǎn),沒(méi)有理解透徹新教材對(duì)舊教材這種表述重要更正的意義——使化學(xué)反應(yīng)方程式更反映實(shí)際。
3 縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式方括號(hào)外側(cè)端基表示更新
舊教材中不論是加聚物還是縮聚物,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式方括號(hào)外側(cè)端基都用橫線“-”表示,而課程改革后的新教材作了調(diào)整,即縮聚物在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式方括號(hào)外側(cè)要寫出鏈節(jié)余下端基原子或原子團(tuán),加聚物則仍用橫線“-”表示。這種調(diào)整是科學(xué)的,因縮聚物的端基是單體中確定的原子或原子團(tuán),生成的小分子總數(shù)只是在參與反應(yīng)的單體總數(shù)中(n)減去1;而加聚物的端基是不確定的(加聚反應(yīng)完成后可以在反應(yīng)體系中加入H2、H2O、NH3等不同小分子,并使之?dāng)噫I產(chǎn)生原子或原子團(tuán)作為端基),仍用橫線“-”表示。這一調(diào)整對(duì)學(xué)生書(shū)寫縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式的確增大了難度,既要寫出鏈節(jié)的化學(xué)組成,又要在方括號(hào)外側(cè)寫出鏈節(jié)余下端基的原子或原子團(tuán),還要配平小分子的化學(xué)計(jì)量數(shù)。此外,若縮聚物屬于聚酯類的方程式要用可逆號(hào)表示。這些改動(dòng)體現(xiàn)了新教材對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)傳授的規(guī)范性。
然而不少教輔資料時(shí)至今日仍將縮聚物化學(xué)式按舊教材中的表述形式表示。下面列舉幾例常見(jiàn)縮聚反應(yīng)在舊教村與新教材中的不同表示形式:
縮聚物的表述形式不僅涉及知識(shí)的科學(xué)性問(wèn)題,還涉及高考書(shū)寫化學(xué)方程式的規(guī)范性問(wèn)題,若不按新教材所示范的形式表述,高考閱卷時(shí)因與標(biāo)淮答案不符是不會(huì)給分的。所以,教者不僅自己教學(xué)過(guò)程中不能照教輔資料去寫縮聚反應(yīng)的化學(xué)方程式,而且還要及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生把那些教輔資料中的錯(cuò)誤表述形式改正過(guò)來(lái),以此阻斷產(chǎn)生錯(cuò)誤的源頭。