渗透假设思想 提升化学解题能力

陈菊

摘 要：假设是根据已有条件和事实，运用思维、想象对所研究的事物的本质或规律进行初步设想或推测，提出可能的答案或尝试性理解，从而找出解题思路，顺利实现解题的一种思想方法。假设是学习化学知识、解答化学题目时经常应用到的一种思维方式。因此，本文以在初中化学课堂教学中渗透假设思想为切入点，探讨有计划、有意识地引导学生形成和应用假设思想的有效教学策略，以期帮助学生提升化学解题能力，培养学生化学核心素养。

关键词：初中化学;假设思想;平衡状态

中图分类号：G427                       文献标识码：A                  文章编号：2095-624X（2021）34-0060-02

引 言

假设思想解题的思路对发展学生的化学思维、提升学生的解题能力均起到积极的作用。因此，从这个思路出发，本文主要围绕极端假设、等效假设、过程假设、赋值假设、归谬假设五个方向进行具体探讨，旨在引导学生通过对因果关系、平衡状态、条件联系、逆向推理的深入理解和把握，将假设思想融入解题过程中，从而实现简洁解题、高效解题。

一、极端假设，外显因果关系

极端假设指的是从极端的角度去预设和分析问题。这种极端要符合题目给出的条件，通过确定不确定条件的范围，假设相应条件下的最大值或最小值，来确定混合体系中各物质的名称、质量分数、体积分数等化学量，使复杂的问题简单化，从而顺利得出结论。下面以具体题目来进行说明。

一个密闭容器中为氧气和氮气的混合气体，要求放入一定量已经点燃的木炭，直到耗尽容器中的氧气为止。检测反应后生成的CO、CO2和容器中N2含量，如果碳元素质量分数所占比例为24%，请问氮气的质量分数可能是（ ）。

A.70%            B.50%            C.30%            D.10%

在解答这道题目时，如果从常规的思路进行分析，需要讨论的情况很多，非常复杂且烦琐。这时我们不妨换一种思路，从极值假设的方向来综合分析这道题，具体来说，可以对混合气体进行极端假设：已知CO和CO2都是碳燃烧后的生成物，如果碳是不完全燃烧，那么生成物只有CO，即最后容器中的混合气体只有CO和N2，所以可以设CO的质量分数为x，则有计算式12/28=24%/x，对x进行求解，得出x为56%，所以N2质量分数为1-56%=44%;如果碳是完全燃烧，那么生成物只有CO2，即最后容器中的混合气体只有CO2和N2，所以可以设CO2的质量分数为y，则有计算式12/44=24%/y，对y进行求解，得出y为88%，所以N2质量分数为1-88%=12%。实际反应中同时包含三种气体，所以N2的含量在12%～44%。给出的四个选项中，仅C选项符合题意。

从上文分析可知，极端假设法的本质是理想状态的极值求解，基于假设对命题进行综合分析，再推理判断，就是其解题思路。我们可以“取两端，定中间”的基本思路去进行解题，在解题时，要在题目给定的变化范围内合理选取极端情况，切忌无中生有，从而得出正确答案。

二、等效假设，达成平衡状态

化学平衡存在于可逆反应中，是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变的状态。反应物、生成物是否消失和生成量是否维持在动态平衡，是我们判断化学反应是否达到平衡状态的关键。其中平衡状态的一大特点就是“同”，我们可以此为切入点进行等效假设，通过假设能够达到与原平衡起始物质的物质的量相同的条件，从而建立等效平衡，实现简便解答。下面以具体题目来进行说明。

已知MgSO4、NaHSO3和NaHS的混合物中S的质量分数a%，那么混合物中O的质量分数为（ ）。

在解答这一题时，我们可以转变常规物质为整体的思路，将元素看作整体。三种物质一共包含五种元素，对元素进行分析可知，钠和氢的相对原子质量等于镁的相对原子质量，所以对五种元素进行合并，上题可转化为MgSO4、MgSO3和MgS三种元素三种化合物组成的混合物。三种物质无论以什么比例混合，Mg和S的原子个数永远维持1∶1，这意味着二者的质量比固定为24∶32，通过S的质量分数可以计算出Mg的质量分数，a%×（24/32）=0.75a%，最终得出O的质量分数。这时三种元素的质量分数就很明显了，Mg即（NaH）为0.75a%，S的质量分数为a%，所以混合物中氧元素的质量分数为1-a%-0.75a%=1-1.75a%。

也就是说，在利用等效平衡原理进行等效假设解题的过程中，教师可以引导学生从以下三个方向进行思考：首先是等温等容或恒温恒容条件下的等效，判断在可逆反应中反应前后气体分子数是否相等，改变起始时加入物质的量，使可逆反应化学计量数之比换算成同一边物质，其物质的量对应相等或对应成比例，则可得出结论互为等效平衡;其次是等温等压或恒温恒压条件下的等效，基本思路与之类似;最后是平时常见的等效平衡的情况。在实际教学中，教师要结合不同情况下的等效假设例題帮助学生形成和巩固利用等效平衡思想解题的基本技巧与方法，真正攻克这一大考点。

三、过程假设，简化复杂条件

和上述两种假设计算方式不同，过程假设是针对过程进行的转换，即将复杂问题简单化，这样问题也就变得清晰易解了。但在这个过程中，学生需要综合考虑题目给出的各项条件，再结合所涉及的化学原理及规律进行状态过程的等效假设，不能出现假设与已知条件或事实相矛盾的情况。下面以具体题目来进行说明。