数学思想在化学教学中的应用

◎席四化

一、渗透数形结合思想，培养学生思维的严密性

在化学教学中，数据与图形的结合有利于学生对化学知识的深入理解。从心理学的角度看，是视觉与抽象的结合，感知与思维的结合，能拓宽学生视野，深化学生思维，培养学生的严谨态度。

例．向100ml1mol／L的AlCl3溶液中加入200mL某未知浓度的NaOH溶液，结果产生了39g沉淀。则所加NaOH溶液的浓度可能是（ ）

A．0．75mol／L B．1mol／L C．1．25mol／L D．1．75mol／L

解析：AlCl3与NaOH发生的反应为：

AlCl3＋3NaOH＝Al（OH）3↓ ＋3NaOH；

Al（OH）3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O

以NaOH物质的量为横坐标，以沉淀的质量为纵坐标可得下图（图1）。

从图1可以看出，沉淀质量是39g，答案应为2种。题目中AlCl3是100ml1mol／L即0．1 mol，0．1 mol AlCl3与 NaOH反应最多能产生 0．1 mol即7．8g Al（OH）3沉淀。结合反应方程式，从图2可以得出 a1＝0．15mol；a2＝0．35mol。答案应选A和D。这种数据和图形结合的方法可以使思维更清晰、更深刻。在化学教学中，数形结合的思想除了可以进行计算，也可用于概念理解、过程分析，如化学平衡图像、滴定曲线、溶解度曲线等等，高考中都会有这一思想的体现。

二、渗透类比思想，培养学生思维的开阔性

类比思维是一种非常重要的思维形式，它是把更广泛的、相似的相关事物联系起来。能使学生更加灵活运用知识，从而增加联想的跨度，扩大学生的思维延伸。而不会只孤立地看待某个问题。

例．已知Fe3O4可以写成FeO·Fe2O3，若看成一种盐时，又可以写成Fe〔FeO2〕2。根据化合价规律和这种书写方法，若Pb3O4用上述氧化物的形式表示，可以写成_______，看成盐时又可写成_______。Fe3O4和Pb3O4分别在一定条件下与浓盐酸反应时，高价铅能把盐酸氧化而放出氯气，而高价的铁却不能，试写出Fe3O4和Pb3O4分别与盐酸反应的方程式________，______。

解析：处理该题时首先要注意Fe3O4和Pb3O4的相似性、特殊性和相关性。结合Fe3O4的书写方法和化合价的规律，可以把Pb3O4类比Fe3O4。因为Fe3O4中有一个＋2价的铁原子和两个＋3价的铁原子，而Pb3O4中有两个＋2价的铅原子和一个＋4价的铅原子。通过以上分析可以得到：Pb3O4用氧化物的形式表示应为2PbO·PbO2，看成盐的话可写成Pb2〔PbO4〕。Fe3O4和Pb3O4与盐酸反应的化学方程式分别为：

Fe3O4＋8HCl＝FeCl2＋2FeCl3＋4H2O；

Pb3O4＋8HCl＝3PbCl2＋Cl2↑ ＋4H2O。

三、渗透化归思想，培养学生思想的深刻性

化归思想是课堂教学中一种最基本的思维策略，它在课堂教学中的作用为：化难为易、避繁从简、化生为熟、转暗为明。能培养学生思维的深刻性，提高他们分析问题、解决问题的能力。

例．在相同的条件下（T＝600K），有体积相同的甲、乙两容器，甲容器中充入1 mol SO2和1 mol O2，乙容器中充入2 mol SO2和2 mol O2，对于以上所述下列说法错误的是（ ）

A．平衡后SO2的体积分数：甲＜乙

B．平衡后O2的浓度：甲＜乙

C．平衡后SO2的转化率：甲＜乙

D．两容器中化学反应速率：甲＜乙

解析：可以把乙容器中的反应等效为与甲容器中情况相同的反应，不防设最初乙容器的体积是甲容器体积的2倍。反应达到平衡后，两容器中的平衡状态相同。然后再将乙容器的体积减少为原来一半，此时乙容器中的压强增大，反应2SO2（气）＋O2（气）⇌2SO2（气）向正反应方向移动，所以答案应选A。

总之，在化学教学中运用数学知识和方法，渗透数学思想，可以帮助学生加深理解，提高他们解决实际问题的能力。因此，加强学科之间的交叉和渗透，特别是在其它学科中渗透数学思想，可以有效的开发学生智力，培养学生的科学态度，训练学生的科学方法，从而提高学生的综合应用能力。

参考文献：

［1］李娟．数学思想在化学教学中的应用［C］／／中国教育学术论坛．2006．

［2］马学梅．数学思想方法在化学教学中的应用［J］．中学生数理化：教与学，2007（12）．