化学反应原理教学中“定”“变”思维模型的应用分析

蔡玲燕

【摘要】随着教育改革的持续推进，在教学中涌现的很多新的教学理念与方法有利于学生理解并掌握某些抽象理论知识与概念，促进学生的思维能力提升，极大地提高了教学质量。文章主要对化学反应原理教学中“定”“变”思维模型的应用进行了分析与探讨，并阐述了化学反应原理教学中运用“定”“变”思维模型的要点。

【关键词】化学反应原理教学；“定”“变”思维模型；应用

一、引言

在化学原理教学过程中会碰到一些可逆反应的题目，由于题目中条件隐蔽，或者变量较多等，采取常规方法难以有效解决，面对这类题目，学生常感觉无从下手。而采用“定”“变”思维模型能有效解决化学原理教学中的很多问题，让学生由被动学习转为主动学习，大大提升了化学原理的教学效果。

二、化学教学中“定”“变”思维模型的应用

（一）在可逆反应中的应用分析

在可逆反应达到平衡状态时，其平衡体系中，各组分的浓度、质量分数及体积分数保持一定，但不一定相等。在教学中就可运用“定”“变”思维模型，抓住“定”的特征，再分析化学平衡中如果外界条件发生改变，那么化学平衡可能会发生移动，这是“变”。但是在外界条件不变的情况下，可逆反应不管是由正反应开始还是由逆反应开始，最终平衡状态是相同的，也就是说是同一平衡状态。在解题中利用“定”“变”思维模型就可快速得到答案。运用这一模型可以避免非常繁琐的中间过程以及变化途径等，让学生在解题过程中思路更加清晰，更加简捷，解题速度更快，解答更准确。

例1：一定温度下，CO（g）+H2O（g） H2 （g） +CO2 （g） 这一可逆反应在一密闭容器中发生，将1mol水蒸气与1molCO放入该容器中，达到平衡之后，发现二氧化碳有0.6mol，再通入水蒸氣3mol，请问达到新平衡之后，二氧化碳的体积分数是______？

A. 22.2% B. 17% C. 11.1% D. 20%

由于可逆反应进行不到底，在面对这一类问题时，学生时常感到无从下手，在通入水蒸气后，可逆反应向正反应方向进行，二氧化碳体积分数会变大，但难以确定具体数值。这时可运用“定”“变”思维模型，假设增加水蒸气的量，平衡不移动，此时二氧化碳的体积分数是12%，再假设增加水蒸气的量，平衡正向移动至CO完全消耗，此时二氧化碳的体积分数最大达20%，结合外界条件改变，即增大反应物浓度平衡正向移动以及可逆反应的特点反应物不能全部转化为生成物，很快地推出新平衡后二氧化碳的体积分数在12%～20%之间，只有B选项符合要求。

（二）在弱电解质电离平衡中的应用

弱电解质电离过程是可逆的，当达到电离平衡时，分子电离产生离子，同时离子结合成分子也在进行且速率相等，它处于一个动态平衡，且当外界条件发生改变时，电离平衡被破坏，平衡随之移动。所以，学生在解题中一时难以有清晰的解题思路，好多条件都是变化的，导致难以在短时间内找到正确答案，有的学生甚至在解题中感觉越来越混乱，放弃作答。这时，运用“定”“变”思维模型，紧抓住题目中的“定”，也就是在一定条件下达到电离平衡时，电解质的电离平衡常数是定值，就能快速找出正确答案。

例2：室温下，HM溶液的浓度是0.1mol·L-1，再往该溶液中不断加水稀释，那么下面各量中始终保持着增大趋势的是_______？

A. Ka（HM） B. c（H+） C. D.

抓住弱电解质只能部分电离的特征，利用“定”“变”思维模型进行分析。通常情况下，弱酸电离吸热，升高温度电离平衡正向移动，K值增大，若温度不变，加水稀释，Ka（HM） 不变，排除A选择；加水稀释会冲稀氢离子浓度，排除B选择； = ，加水稀释时，Ka（HM）是定值则而c（M-）不

断减小，故比值增大，C选项正确；在无限稀释的情况下，氢离子浓度接近1×10-7 mol·L-1 ，但是M-离子的浓度不断减小，这样很快就能知道选项D比值在减小，不符合题目要求。

（三）在平衡移动中的应用

在平衡移动中，对于起始加入量的不同而达到平衡状态是相同的这一类等效平衡问题，可运用“定”“变”思维模型，采用一边倒的方法。也就是说，在转化之后，保持各物质对应量相等或互成比例，这样就能很快找出正确答案。

例3：在一体积恒定的密闭容器当中，当保持温度恒定时，其发生的反应为：M（g）+2N（g） 3Q（g），已知加入2molM和2molN后，达到平衡时Q的体积分数是p%。如果在相同条件下，起始加入3molQ，需同时加入_____M，达到平衡时，生成物Q的体积分数是p%；如果相同条件下，在同一容器中改加入amolM、bmolN和cmolQ，达到平衡后，Q的体积分数还是p%，那么a、b和c之间应满足什么关系 （用等式表示）？

在这一恒温恒容条件下，反应气体分子数是相等的，解题时，需运用“定”“变”思维模型进行分析，抓住“转化后对应量成比例”就可快速计算出结果。第一空中，设M为xmol，Q完全转化后就可生成1molM和2molB，所以，各物质只需满足（1+x）∶2=2∶2即可，就可知道x为1。同理，转化后计量数为cmolQ、 molM和 molN，a、b和c之间的关系也只需满足（ ）∶（ ）=2∶2，这样达到的平衡还是c%。

三、化学教学中运用“定”“变”思维模型的要点

首先，“定”“变”思维模型在化学教学中的应用不应脱离化学知识而单纯向学生传授科学方法。科学教学方法的引用是锻炼学生思维、发现问题能力和解决问题能力的催化剂，帮助学生从知识的学习到学习能力发展的重要环节，可以说是化学知识与能力进行良好沟通的桥梁。所以，在化学教学过程中应用“定”“变”思维模型时，应适时引入，并有机渗透。一味讲解化学知识而忽略科学方法的教授，很容易让学生坐享其成，在日后解题中即便碰到同类问题也可能会无从下手。因此，将“定”“变”思维模型这一科学方法和化学知识有机融合，方能相辅相成，促进学生全面发展，形成一个优化知识结构与智能结构。

其次，运用“定”“变”思维模型的核心就是寻找不变，即便题目中没有不变量，也可设定其中某个为确定的量，借此快速求解。该科学方法的运用优势在于，即便题目中出现多个变量，进而对最终某个结果产生一定影响，这时只需控制某个因素不变，改善其中一个因素，就可得出答案，避免计算或者思考过程中一些繁琐的过程。借助此方法逐渐培养并引导学生从众多变化中寻求不变，寻求恒定，立足这一思路，在不断发散过程中快速找到解题技巧，最终演变成为属于自己的万能方法。

四、结束语

综上所述，当前教育教学大力倡导素质教育，科学有效的教学方法在化学反应原理教学中渗透显得尤为重要。而学生在实际的化学学习过程中存在较大困难，为帮助学生深入理解并掌握化学知识，在教学中逐步渗透“定”“变”思维模型，帮助学生慢慢学会运用这一模型来解决各类化学问题。

【参考文献】

[1]李周平.“定”“变”思维模型在化学教学中的应用[J].教学月刊·中学版（教学参考），2014（09）：58-59.