段昌平
新一轮课改后的新教材(以人教版为例) 绝大多数地区已使用了4年~5年,然而时至今日仍有少数人(特别是教辅资料或考题的编写者)在新教材更新的内容上未引起高度注意,时有把旧教材中一些缺乏科学性的摒弃了的说法或表述形式编入教辅资料或联考试题中,有少数教者甚至带到课堂上,这不仅影响了新教材对学科知识构建目标的落实,也为学生的高考带来不确定因素。下面列举几例。
1.催化剂作用及定义的表述更新
在旧教材中,关于催化剂作用的表述是笼统地称为“成千上万倍地加快化学反应速率”。新教材为了摒弃这种笼统的说法,专门设置了三个“科学探究”实验,让学生不断从感性认识上升到理性认识,即对同一化学反应使用催化剂与不使用催化剂,选用不同的催化剂,其化学反应速率改变的程度是不相同的;然后上升得出使用催化剂改变化学反应速率的规律性认识。然而,至今仍有不少教辅资料和少数教师上课时还在讲催化剂能“成千上万倍地加快化学反应速率”,抹杀了不同催化剂改变同一化学反应的速率是有区别的这一事实;更没有去理会新教材为何用几个探究实验来说明这个问题的意图。
新教材不仅给催化剂的作用作出了科学性的表述,而且还特别提出了催化剂“改变化学反应路径”的提法,这是给初中催化剂所下定义——“在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂”的一个必要交待,即催化剂参与了化学反应的全过程,致使原来化
学反应的路径发生了改变。正因如此,才使发生反应所需的活化能降低,大幅度地提高了反应体系中活化分子的百分数,从而使新的反应路径中的分子有效碰撞概率提高,反应速率增大。因此,教学中要特别重视催化剂“改变化学反应路径”的提法,并力求用学生所熟悉的例子予以具体化。
例如,SO2直接与O2反应生成SO3很慢,慢得连仪器也很难检测到,但SO2很容易被NO2氧化生成SO3,NO2还原为NO,NO又容易被O2氧化生成NO2,整个过程可表示为:
上述过程中由于NO2的存在,致使SO2氧化为SO3的路径改变,使得SO2的氧化变得很容易。NO2在该反应过程中“伴演”的就是催化剂的角色。
2.新制Cu(OH)2与醛共热反应的化学方程式更新
新制Cu(OH)2试剂是一个特定表述,其配制过程为:在试管里加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液4滴~6滴,振荡后即得到新制氢氧化铜(澄清溶液)。其实该试剂的溶质是Na2[Cu(OH)4]、NaOH(浓度最大)和Na2SO4。新制氢氧化铜是专门用于检验醛基存在的,因其还原产物是红色难溶Cu2O,现象明显。之所以新制氢氧化铜试剂这样配制,原因有二:一是在强碱性条件下醛基的还原性更强,反应速率更快,现象更明显。二是溶液中[Cu(OH)4]2-对热很稳定,其过量时受热不会分解干扰实验现象。事实上Cu(OH)2也可与醛基反应,但当其过量时会分解产生黑色CuO而严重干扰实验现象。
旧教材中将新制氢氧化铜与醛(乙醛)反应的化学方程式表述为:
CH3CHO+2Cu(OH)2△
CH3COOH+Cu2O+2H2O
所以不少人把新制氢氧化铜试剂解读为“氢氧化铜悬浊液”。由于各种教铺资料对这种解读的推波助澜,使其流传广泛,负面影响深远。当时很多人似乎也没有去追究,默认了,就是有人站出来呼吁(笔者2008年4月在《化学教育》发表过呼吁文章),也没有改变时下的现状,因教材也是这样模糊的。
课程改革后新教材对新制氢氧化铜与醛(乙醛)反应的化学方程式则表述为:
CH3CHO+NaOH+2Cu(OH)2△
CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
新教材的这种表述是对旧教材表述的重要更正,这种表述更符合客观实际。其理由有二:一是新制氢氧化铜本来是一种溶液(只要做过实验的人都会看到不是悬浊液),明明白白在反应过程中生成了红色沉淀,理应在Cu2O的后面打“↓”。二是新制氢氧化铜是一种强碱性溶液,醛的氧化产物羧酸当然被碱中和而呈羧酸盐存在。
然而,当今正在使用的各大“品牌”教辅资料或某些区域性(如省示范高中)联考考题的编写者们还在使用“氢氧化铜悬浊液”以及旧书中表述的化学方程式。更多的教师也是跟着教辅资料或考题的答案转,没有理解透彻新教材对旧教材这种表述重要更正的意义——使化学反应方程式更反映实际。
3 缩聚物结构简式方括号外侧端基表示更新
旧教材中不论是加聚物还是缩聚物,其结构简式方括号外侧端基都用横线“-”表示,而课程改革后的新教材作了调整,即缩聚物在结构简式方括号外侧要写出链节余下端基原子或原子团,加聚物则仍用横线“-”表示。这种调整是科学的,因缩聚物的端基是单体中确定的原子或原子团,生成的小分子总数只是在参与反应的单体总数中(n)减去1;而加聚物的端基是不确定的(加聚反应完成后可以在反应体系中加入H2、H2O、NH3等不同小分子,并使之断键产生原子或原子团作为端基),仍用横线“-”表示。这一调整对学生书写缩聚反应的化学方程式的确增大了难度,既要写出链节的化学组成,又要在方括号外侧写出链节余下端基的原子或原子团,还要配平小分子的化学计量数。此外,若缩聚物属于聚酯类的方程式要用可逆号表示。这些改动体现了新教材对基础知识传授的规范性。
然而不少教辅资料时至今日仍将缩聚物化学式按旧教材中的表述形式表示。下面列举几例常见缩聚反应在旧教村与新教材中的不同表示形式:
缩聚物的表述形式不仅涉及知识的科学性问题,还涉及高考书写化学方程式的规范性问题,若不按新教材所示范的形式表述,高考阅卷时因与标淮答案不符是不会给分的。所以,教者不仅自己教学过程中不能照教辅资料去写缩聚反应的化学方程式,而且还要及时指导学生把那些教辅资料中的错误表述形式改正过来,以此阻断产生错误的源头。