樊永章
摘要:守恒思想是高中化學(xué)的一種重要思想,用于解題中能獲得事半功倍的解題效果,因此授課中應(yīng)注重守恒思想的講解,引導(dǎo)學(xué)生掌握高中化學(xué)解題中常用的守恒思想,包括質(zhì)量守恒、原子守恒、電子守恒等,從而不斷提高學(xué)生應(yīng)用守恒思想的解題的意識(shí)。
關(guān)鍵詞:高中化學(xué)? 守恒思想? 運(yùn)用策略
在高中化學(xué)教學(xué)中,教師要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用守恒思想,深刻領(lǐng)會(huì)不同的守恒思想的適用條件,使其掌握守恒思想的本質(zhì),從而針對(duì)具體問題,不斷提高高中化學(xué)解題能力。
一、提高整體意識(shí),應(yīng)用質(zhì)量守恒
學(xué)生對(duì)質(zhì)量守恒思維較為熟悉,在初中階段學(xué)習(xí)過相關(guān)知識(shí)。質(zhì)量守恒思想在高中化學(xué)解題中應(yīng)用廣泛,能很好的提高學(xué)生的解題效率。為使學(xué)生更好的應(yīng)用質(zhì)量守恒思想,一方面,為學(xué)生講解相關(guān)的應(yīng)用技巧,明確應(yīng)用步驟。解題中要求學(xué)生具備整體意識(shí),從整體上把握化學(xué)反應(yīng),明確要求解的參數(shù),認(rèn)真分析化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的變化,尋找質(zhì)量之間的關(guān)系,列出相關(guān)關(guān)系式進(jìn)行求解。另一方面,圍繞學(xué)生所學(xué),創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情景,講解質(zhì)量守恒思想的具體應(yīng)用過程,加深學(xué)生的認(rèn)識(shí)與理解,為其更好的應(yīng)用于解題中做好鋪墊。
例1,已知AB2為某液態(tài)化合物,一定條件下取適量該化合物,按照反應(yīng)AB2(l)+3O2(g)=AO2(g)+2BO2(g)恰好和氧氣完全反應(yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,測得生成氣體的密度為2.56g/L,總體積為336mL。則化合物AB2的相對(duì)分子質(zhì)量為:____。
解答該題時(shí)需要認(rèn)真研究化學(xué)方程式,從整體上對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行把握,從中找到解題突破口。認(rèn)真觀察可知反應(yīng)前后氣體的體積并未發(fā)生變化,消耗的氧氣的體積和生成兩種氣體的體積相等。則n(O2)=0.336L/22.4L·mol-1=0.015mol。由方程式中化學(xué)計(jì)量所關(guān)系可知,n(AB2)=1/3n(O2)=0.005mol。生成氣體的物質(zhì)的質(zhì)量=0.336L×2.56g/L≈0.86g。由質(zhì)量守恒可知,AB2的質(zhì)量=m(生成物)-m(O2)=0.86-0.015mol×32g·mol-1=0.38g,則M(AB2)=0.38g/0.005mol=76g·mol-1。通過該習(xí)題的講解使學(xué)生意識(shí)到應(yīng)用質(zhì)量守恒思想解題時(shí),搞清化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)之間的關(guān)系是關(guān)鍵。
二、簡化解題過程,運(yùn)用原子守恒
原子守恒是高中化學(xué)中又一重要的守恒知識(shí),常被用在涉及多個(gè)反應(yīng)的試題解答中,能很好的簡化解題過程,提高解題效率。為使學(xué)生牢固掌握原子守恒知識(shí),靈活應(yīng)用于解題中,授課時(shí)應(yīng)為學(xué)生灌輸原子守恒思想,并結(jié)合學(xué)生所學(xué)選擇與講解有代表性的例題,使其親身體會(huì)原子守恒思想在解題中的便利,以及應(yīng)用中的相關(guān)細(xì)節(jié),即,首先要確定反應(yīng)中都參與的原子,找到原子在反應(yīng)中的去向以及存在形式。而后結(jié)合具體的化學(xué)反應(yīng)方程式,運(yùn)用原子守恒思想,進(jìn)行認(rèn)真的計(jì)算。
例2,實(shí)驗(yàn)中取銅粉1.92g與適量的濃硝酸發(fā)生反應(yīng)。待銅粉全部消失后在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得生成的NO2、NO混合氣體共1.12L。則參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量為:___。
該題目涉及的反應(yīng)較為復(fù)雜,但N原子的去向較為明確,因此可使用原子守恒思想進(jìn)行求解。N原子一部分存在于Cu(NO3)2,一部分存在NO2、NO之中。其中存在于Cu(NO3)2中的N原子的物質(zhì)量=1.92g/64g·mol-1×2=0.06mol。又因?yàn)樯闪藲怏w中存在如下關(guān)系:HNO3~NO,HNO3~NO2,因此存在于氣體中的N原子的物質(zhì)的量=1.12L/22.4L·mol-1=0.05mol。由N原子守恒可知參加反應(yīng)的硝酸的物質(zhì)的量=0.06mol+0.05mol=0.11mol。通過該題目的講解使學(xué)生認(rèn)識(shí)到應(yīng)用原子守恒思想解題時(shí),明確守恒的原子去向以及與其他物質(zhì)的關(guān)系是保證正確解題的前提。
三、理清得失關(guān)系,運(yùn)用電子守恒
電子守恒是化學(xué)反應(yīng)遵循的重要規(guī)律。一些看似難度較大的化學(xué)試題,運(yùn)用電子守恒思想解答可迎刃而解。因此授課中,為學(xué)生講解電子守恒的重要性,使其能夠正確分析相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的電子得失關(guān)系,掌握扎實(shí)的電子守恒知識(shí),為更好的用于解題中做好鋪墊。同時(shí),圍繞學(xué)習(xí)的重要化學(xué)反應(yīng),設(shè)計(jì)相關(guān)的問題,鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用電子守恒思想進(jìn)行解答,積累應(yīng)用電子守恒思想解題的經(jīng)驗(yàn),不斷提高其運(yùn)用電子守恒分析與解答化學(xué)問題的意識(shí),實(shí)現(xiàn)解題效率與解題能力的雙重提升。
例3,將76.8mg的銅和足量的濃硝酸進(jìn)行反應(yīng)。銅完全消耗后,如果溶液中NO3-減少了2×10-3mol,則H+減少了:___mol。
題目中因無法確定反應(yīng)中生成NO2、NO的具體的量,因此無法根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行求解。考慮到反應(yīng)中電子得失守恒,可運(yùn)用電子守恒思想進(jìn)行解答。H+在反應(yīng)中生成了水。而水中的氧原子來自于硝酸轉(zhuǎn)化為NOx后減少的氧,因此可理清反應(yīng)中電子之間的關(guān)系:NO3-(減少)~NO2~e-~2H+;NO3-(減少)~NO~3e-~4H+,即,n(H+)=2n(NO2)+4n(NO)。由此可知,求解出NO2和NO的量便不難得出減少的H+物質(zhì)的量。設(shè)生成的NO2和NO物質(zhì)的量分別為x、y,由N原子守恒可得x+y=2×10-3mol,由電子守恒可知x+3y=2×76.8×10-3g/64g·mol-1,聯(lián)立以上兩式解得,x=1.8×10-3mol,y=0.2×10-3mol,則減少的H+物質(zhì)的量=2x+y=2×1.8×10-3mol+0.2×10-3mol=4.4×10-3mol。通過該題目的講解使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)電子守恒思想在解題中的重要作用,很好的提高了其運(yùn)用電子守恒思想解題的意識(shí)。
綜上所述,高中化學(xué)教學(xué)中,要想學(xué)生徹底掌握相關(guān)的守恒思想,靈活運(yùn)用于解題中,不斷提高其學(xué)習(xí)能力,除做好相關(guān)例題講解外,還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身實(shí)際,有針對(duì)性的進(jìn)行訓(xùn)練,加深對(duì)各種守恒思想的深入理解。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生做好不同守恒思想的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié),分析各守恒思想適用的題型,能夠迅速根據(jù)題設(shè)條件,運(yùn)用對(duì)應(yīng)的守恒思想,實(shí)現(xiàn)高效、正確解題。