浅谈模型的构建对高中化学解题的积极意义

2014-12-31 22:51周燕
理科考试研究·高中 2014年12期
关键词:关系式臭氧题干

周燕

高中化学不再像初中那样简单.进入高中后,学生需要接触的物质及其性质比初中时更加的纷繁复杂.高中化学难度增加,解题中的问题层出不穷,令许多高中生应接不暇.有经验的老师都懂得培养学生的化学思维,帮助学生构建化学解题模型,从而使学生在纷繁复杂的化学试题中能够做到游刃有余.

良好的方法等于成功的一半.化学解题方法我们也通常称之为化学解题模型,是将化学思维应用于化学应试的一种具体做法.在化学解题的过程中,如能成功构建化学解题模型并且灵活熟练地加以应用,必将大大提高解题的效率和准确度.这看似应试教育的产物,实际上也是一种化学思维的运用、是一种素质和能力的培养与锻炼.

一、高中化学解题模型初探

化学解题模型,指的是经过系统总结后得出的比较完整的化学解题的方法.它是对于化学思维的一个具体的灵活运用,是对化学规律的一个把握.化学规律有很多,根据不同的化学规律,我们构建起了不同[JP3]的解题模型.这些化学解题模型在解题的过程中可以化繁为简,变难为易.[JP]

二、常用的解题模型

化学解题过程中常用到的有八大模型,分别是:依据能量守恒定律和质量守恒定律等构建的守恒模型;将化学计算与数学知识有机结合而构建的方程组模型;依据物质组成和变化中的几种量之间的关系而构建的关系式模型.此外还有差量模型[JP3](和量模型)、转化模型、平均值模型、十字交叉模型、讨论模型等.[JP]

三、模型的具体应用

各种不同的模型都有自己的特点和用途,在此,我们以其中的守恒模型、关系式模型和讨论模型为例,来探讨模式构建和运用在解题中立竿见影的效果.

1.守恒模型

守恒模型主要利用的是能量守恒定律和质量守恒定律等,找到题干中不变的一个或者一组量,从而使问题迎刃而解.

例使用臭氧发生器获取臭氧,已知在臭氧发生器中放入200 mL的氧气O2,经过一段时间的3O2→2O3反应后,经测定气体体积变为190 mL(测定条件均为标准条件),求反应后气体的密度.

解析此题在解题过程中容易陷入误区,那就是有的同学会费劲心思的思考,到底反应后获得了多少臭氧,混合气体中还有多少氧气,于是将大量时间和心思用在了到底多少氧气转化成臭氧的问题上,最终一头雾水.

此时如果使用守恒模型,问题便会出现转机.在这个反应中,发生变化的是分子结构和体积、密度,而根据质量守恒定律,我们会发现反应前后质量并没有发生变化,那就是:m=0.2L/22.4L/mol×32g/mol,反应后的体积V已知,所以反应后的气体密度为:

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

2.关系式模型

所谓关系式模型指的是借助所学化学知识,找到题干中几种[JP3]物质间明的或暗的关系,从而列出关系式,最终化繁为简,得出结果.[JP]

例在密闭容器中注入适量的H2、O2、Cl2的混合气体,当使用电火花将其点燃后发现这三种气体恰好完全反应.当冷却至室温时测得反应后的液态产物溶质的质量分数为25.3%,求反应前注入容器的混合气体中的体积比().

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

解析此题最令学生困惑的地方是除了一个溶质的质量分数外,再没有任何直接给明的数值.如果将四个选项分别尝试的话工作量会很大,同时准确度也很低.其实,通过对题干的分析我们能够找到其中一些隐藏的数据关系,因此,解决该类试题时便可以使用关系式模型.

通过分析我们能够首先得出这样的一些信息,反应产物为H2O和HCl,溶质就是HCl.我们知道在点燃条件下2H2+O22H2O,H2+Cl22HCl,又已知“恰好完全反应”,H2的分子数等于二倍的O2的分子数加上Cl的分子数,即得出关系式N(H2)=2N(O2)+N(Cl).对照选项不难发现13=2×6+1;7=2×3+1,B、D两选项符合题干要求.再根据质量分数为25.3%进行检验会发现

(2×36.5)/(2×36.5+12×18)×100%=25%

从而得出正确选项B.

3.讨论模型

所谓讨论模型是指根据题干给出的条件,分别进行假设,验证假设结果是否成立来解决问题的一种方法.讨论模型在数学、物理、化学中都有广泛的应用,主要包括极值讨论法、范围讨论法、分类讨论法等.该解题模型较适合用于条件已定但比较模糊,数值不够明确的题型.

例在标准状况下,a L的氯气和氢气的混合气体经光照反应后,所得气体恰好使b mol NaOH完全转化为盐,那么a与b的关系不可能是( ).

A. b=a/22.4 B. b

C. b>a/22.4 D. b≥a/11.2

解析在解答此类题目时,学生习惯于直接分情况,那就是将反应分为恰好完全反应、氯气过量、氢气过量三种可能,然后逐一进行计算.但是作为一个计算型的选择题来说,此种解法未免小题大做.

正确的思路应当是利用讨论模型中的极值讨论法,先假设混合气体中只有氢气,则b=0,假设混合气体中只有氯气,则b=a/11.2,可得出0

讨论模型的的构建和使用大大减少了运算量,提高了做题效率和准确率.

化学模型的构建能够使解题变得容易,能够帮助学生培养化学思维,理清解题的思路,提高解题的速度和准确率.教师要积极地帮助学生构建化学解题模型,并指导学生灵活运用于考试当中,必将取得意想不到的效果,从而决胜高考.

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