丁苏君
摘 要:对于高考而言,任何一门学科的学习都至关重要,高中化学作为理科生的必考科目,存在知识点繁杂、方程式复杂、基础概念较多等难点,为帮助学生提高化学解题能力,特此总结了以下五个应对高中化学问题的解题思维:守恒思维、筛选思维、化学式应用和变形思维、推理思维以及实验思维。
关键词:解题能力;高中化学;解题思维
高中化学作为理科综合的一大重要组成部分,在高考中的地位不言而喻,化学又是一个极具抽象性又不乏规律性的学科,因此,总结化学解题的规律性、培养学生化学解题思维对于提高学生的化学解题能力和应对高考有着至关重要的作用。
1.高中化学守恒思维
通过多年来的化学学习,学生不难体会到守恒思维的重要性,在高中化学中,守恒思维主要体现在质量守恒、电荷守恒和得失电子守恒,这三大守恒几乎贯穿了整个高中化学学习。在化学解题过程中,平衡思维的应用可以带来极大的便利,因此,在遇到化学反应过程,且前后过程对比,求解某一初始、过程或最终反应未知量的问题时,教师不妨带领学生从题目所涉及的质量、电荷或者得失电子数目入手,通过守恒思维列方程式,结合其它化学关系求解。
例如,题目:“0.25g磷与氯气反应,反应过程共消耗314ml氯气,则最终产物中三氯化磷和五氯化磷的物质的量分别为多少?”在该题目中,我们不难发现,这是一个多产物的反应,因此反应方程式有两种形式:两分子磷和三分子氯气反应生成两分子三氯化磷;两分子磷和五分子氯气反应生成两分子五氯化磷。由此,可以直观的看出反应物磷和氯气的反应去路,分别假设三氯化磷和五氯化磷的最终物质的量为x和y,通过题给数据可以很容易地求得反应物磷和氯气的物质的量,再根据磷元素和氯元素的元素守恒,可列出两个守恒方程式,联立求解即可得x和y得具体数值。
2.高中化学筛选思维
筛选思维也称排除思维,广泛应用于各学科的选择题目。顾名思义,筛选思维是指在给定的选项答案中,通过直接选择正确答案或者通过排除确定的错误答案而最终确定正确选项的思维方式,该种思维在化学解题中通常应用于多种物质性质的判断或化学概念性问题,双向解答方式能够帮助学生在有知识点欠缺时正确解答题目,是学生必须掌握的一项重要应试技巧。
例如,题目:“将几种气体混合在一起,气体呈现红棕色,向气体中注入蒸馏水,摇晃使之混合均匀,可见水由无色变棕色,气体颜色则逐渐变浅甚至消失,向混合气体中注入空气后,气体又恢复红棕色,则混合气体由哪几种气体构成?”选项有:“A.氮气、二氧化氯、一氧化氯;B.氮气、二氧化氮、液溴;C.一氧化二氮、氧气、液溴;D.二氧化氯、氧气、一氧化氯。”对待这道题目,可以先从选项入手,首先,氧气和一氧化氮不能共存,否则二者会直接发生反应生成二氧化氮,所以排除D选项;回归题目,红棕色气体体现在选项中就只有二氧化氮和溴蒸气,但是二氧化氮遇水只能反应产生无色的一氧化氮和硝酸,能被水溶解使水变色的就只有溴蒸气,所以混合气体中必有液溴存在,据此排除选项A;遇空气变红棕色是一氧化氮的特征反应,因此可以确定正确答案为B选项。通过这种双向筛选的思维方式能够辅助学生选择并验证所思考的问题,在高中化学解题过程中十分重要。
3.高中化学化学式变形思维
化学式是贯穿整个学科的重要工具,不仅是在知识点理解过程中,提供直观、有效的途径,在化学解题过程中,更是一个重要手段,在遇到较为复杂的化学反应时,最忌讳的就是理所应当和想当然,学生要有熟悉和书写化学方程式的意识,在方程式系数复杂、物质多样或者化学式记忆不清晰的情况下,化学式书写对解题过程就显得尤为重要,化学式书写过程不应是书本化学式的照抄照搬,而应该结合上述提到的质量守恒、电荷守恒和得失电子守恒这三大守恒规则对方程式出现的反应产物进行理解性记忆,这样才能使方程式书写和配平有据可依;化学方程式变形思维的使用也是解题过程中必不可少的一种手段,下面将以具体案例进行分析。
例如,题目:“5gC6H12O6在氧气中充分燃烧,并将所得气体通过过氧化钠,则过氧化钠将增重多少?”这道题目可以使用常规的守恒思维进行解答,即求出C6H12O6在氧氣中燃烧所生成的二氧化碳和水的物质的量,然后再使其分别与过氧化钠进行反应,根据守恒思维计算最终生成的碳酸钠和氢氧化钠的质量m1,减去参与反应的过氧化钠的质量m2,二者做差,即可求得过氧化钠增重,但这种方法所涉及的方程式众多且计算过程繁琐,那有没有简便算法呢?答案是肯定的,此时我们可以巧妙地利用化学式变形:过氧化钠吸收二氧化碳而生成碳酸钠的反应可以将碳酸钠变形为过氧化钠和一氧化碳;过氧化钠吸收水而生成氢氧化钠的反应则可以将氢氧化钠变形为过氧化钠和氢气,由此可见,反应增重就体现在一氧化碳和氢气的质量,再根据元素质量守恒易求得C、H元素的量,进而计算质量增量。两种方法对比,后者明显降低了计算量和计算难度,提高了解题效率和正确率。
4.高中化学推理思维
高中化学一个重要的题型就是推理题,一般题目会给出相关的化学反应流程图,通过各式各样的线索,加之贯穿全局的反映流程,确定某处或某几处的化学物质或者化学反应。这类问题考查范围较广、考察知识面十分广泛,细节考察也较为突出,在解决此类问题时,不仅仅要求学生对相关知识点有一个全局的把控,更要求学生有一定的推理思维能力,运用发散型思维方式,找准关键突破点,加之惯性思维和发散思维,大胆进行发散性推导。
例如,题目:“涉及三种物质A、B、C,A(C14H12O2)是一种酯,其中醇B和羧酸C发生酯化反应生成A,醇B氧化也可生成羧酸C,并且A物质不能使溴水褪色。”读题可知,该题目的突破点在与B和C的酯化反应,切入点为A的分子式。由于醇B氧化可得到羧酸C,则可确定B和C物质的C原子数相同,均为7;且除官能团外,其他结构亦应相同,所以B、C的分子式分别为C6H5COOH和C6H5CH2OH,且A为C6H5COOC7H7,由于A不能使溴水褪色,则A含有苯环,最终确定A、B、C分别为:苯甲酸苯甲酯、苯甲醇和苯甲酸。由此可见,通过题给酯化反应和氧化反应进行大胆假设并推导,最终得出未知结构。
5.高中化学实验思维
以上高中化学解题思维足以让学生应对高中化学一般题目,但这些思维的前提都是有牢固和熟练的知识基础,然而,部分化学反应和化学物质与我们日常生活关联并不十分密切,学生对大多数物质和反应并没有系统性的认识,化学基础知识的学习就更偏向于死记硬背,尤其是部分不常见物质的物理性质,而这些又是很多化学题目解题的基础,所以为加强学生对基础知识的记忆和理解,高中化学教师有必要突破原始的实验讲授模式,带学生走入实验室,感受化学实验的魅力,通过直观有趣的观察和总结,学生就更容易对抽象的物质有一个具体的认识,从而加强记忆;除此之外,学生从高中开始进入实验室有利于其化学实验思维的形成,并且可以达到基础实验操作的练习目的,培养学生实验兴趣和严谨的思维。
6.总结
综上所述,高中化学解题能力的培养主要体现在以上五个常用思维方式的锻炼和养成,即守恒思维、筛选思维、化学式应用和变形思维、推理思维以及实验思维。体现了一种理论与实践相互结合、相互验证的解题方式,帮助高中生在化学学习过程中体会到极强的规律性,从而打破恐惧心理,使学生在思维锻炼的同时达到解题技能的提升。
参考文献
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