李国伟
化学计算是从“量”的方面来反映物质及其变化的规律,通过计算能加深有关概念的理解和对理论的认识,并能进一步掌握及运用有关元素化合物的知识,提高分析问题和解决问题的能力.下面就化学计算解题思维方式及高考Ⅰ、Ⅱ卷测试要点予以探讨:
一、化学计算题的共同特点
(1)概念性强.准确地掌握概念,这是化学计算的基点.很多基本计算题就是概念题,很多综合计算题,也是结合多项概念找出相关关系才采取计算手段的.在解题时,必须克服重视数学运算而轻视化学概念的错误认识和重视计算的技能技巧而轻视解题的化学思想的错误倾向.
(2)量化性强.化学计算的基础是对相关化学知识的正确理解和应用,计算是工具和手段.要进行化学计算,必须弄清“质”与“量”的相互关系,从两者的紧密结合上去进行分析和解答.“明确化学涵义”与“理解量的关系”两者密不可分.
(3)方法性强.由于化学计算涉及化学与数学两个方面,经常运用较多的化学基础知识和数学知识;又因题目可能包容着隐含的关系式、关系量,思维性较强等原因,故化学计算题灵活程度较大,多数有一定难度.题目有些需要挖掘题示,弄清题意;有些需要分析推理、讨论;有些需要巧设未知,信息转换;因此解题时要注意优化解法.
(4)规范性强.规范是任何一门科学的重要准则,在很大程度上体现一个人的知识程度和科学素质.在解答计算题的过程中一定要注意对有效数字和国际单位制的要求.
二、解答化学计算题的一般思维程序和化学思想
一般可概括为“审、思、答、查”四个程序.
(1)审:一审粗知大概(粗读题,知其大概内容),二审数字位排(有效数字是否要求),三审关键所在(抓关键,细分析题目).也就是说通过认真阅读,挖掘题示信息,认真审题,明确条件和要求,弄清要解决的问题.有些关键题示往往成为解题的突破口.
(2)思:已知未知搭桥(找出已知、未知,建立联系),概念由大化小(概念解剖,各个“击破”),分析对比提高(对比概念内容确定方案).
(3)答:列方程解答(写设、列方程、解方程),过程精简准确(计算过程简明、准确),清晰规范书写(字迹清晰,书写规范).
(4)查:解答符合题意(倒推重审,不走题),符号配平搞齐(方程式配平),量值单位切题(量、单位与要求相符).
在解题过程中,审题要周全,思考是关键,答题应规范,复查应全面.从某种意义上讲,它也是一种能力,反映了解决化学问题的基本能力要求,所以我们有时称“题示信息+基础知识+逻辑思维+心理素质”为解题的能力公式.
化学思想:
守恒思想(质量守恒,电荷守恒,物料守恒,质子守恒,终态法,等)
平均思想(十字交叉法,平均值法,等)
辨证思想(极端假设法等)
三、以高考Ⅱ卷为基准的利用数学工具解决化学问题的化学计算思想方法训练
近几年高考化学试题Ⅱ卷中的化学计算试题,要求考生将题目中各种信息转变成数学条件,边计算边讨论足量、适量、过量、不过量等各种边界条件,利用不等式、不定方程、几何定理、数轴、图像等数学工具,灵活机智地将化学问题抽象成为数学问题,或者是将隐含的信息变为数学的边界条件,以解决化学问题.高考化学试题中计算题使用的数学思想主要有函数思想、分类讨论思想、数形结合思想等.
1.函数思想:就是用运动、变化的观点去分析和处理化学问题中定量与变量之间的相依关系,建立数学模型,解决化学问题.
2.分类讨论思想:按照一定的标准把复杂、综合的计算题分解成几个部分或几种情况,然后逐个解决.适用于连续、多步化学反应过程的计算,一般使用“特值-数轴”法.特值:按某个化学方程式恰好反应的比值确定.数轴:用变化的量或方程式中反应物的比值作为数轴的变量画出数轴,将连续分步化学反应过程分解为某个范围的特定反应过程,分段讨论,作出完整的答案.
3.数形结合思想:就是将复杂或抽象的数量关系与直观形象的图形在方法上互相渗透,并在一定条件下互相转化和补充的思想,以此开阔解题思路,增强解题的综合性和灵活性,探索出一条合理而简捷的解题途径.
【小结】解题没有一成不变的方法模式.但从解决化学问题的基本步骤看,考生应建立一定的基本思维模式.“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式,它还反映了解题的基本能力要求,所以有人称之为解题的“能力公式”.希望同学们建立解题的基本思维模式,深化基础,活化思维,优化素质,跳起来摘取智慧的果实.聆听并总结以下进行化学计算的基本步骤:
(1)认真审题,挖掘题示信息.
(2)灵活组合,运用基础知识.
(3)充分思维,形成解题思路.