高中化学解题中数形结合的运用

杜雪艳

(安徽省太和县太和一中 安徽 阜阳 236600)

在化学解题中,部分学生存在解题困难的情况.解题方法运用不准确,使学生出现解题错误,影响学生学习的积极性与自信心.因此,作为高中化学教师,需要有效利用数形结合思想,使抽象问题变得简单、形象,拓展化学解题思路,优化化学解题方式,提高学生化学解题能力.

1 借助数形结合思想,明确化学反应原理

在高中化学教学中,教师需要引导学生分析元素的化学意义,结合相应的图片分析,寻找问题的解题关键,加深对化学反应原理的理解.将数形结合思想引入高中化学教学中,扩展学生解题思维,引导学生利用化学反应原理,提高化学解题效率[1].

图1 氯气与混合溶液反应的物质的量变化图

A.还原性I->Fe2+>Br-

B.在原混合溶液中,FeBr2的物质的量是6 mol

D.在原溶液中,n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3

2 利用数形结合,分析解题条件

教师可以利用坐标系图形,通过横坐标与纵坐标的展示,让学生直观了解化学题目条件,通过数与形的综合分析,让学生快速、准确解决化学平衡问题.在实际的解题中,引入数形结合方法,将问题更加直观地展示,清晰了解题目条件,构建相应的数量关系,清晰理解其中的化学反应原理,掌握化学平衡的条件,有效解答化学题目[2].

图2 化学反应速率与反应过程曲线图

A.t0-t1B.t2-t3

C.t3-t4D.t5-t6

解析通过对图1进行分析,可以直观看到化学反应达到平衡状态,但化学反应依旧进行.此时的化学反应正逆反应速率相同的平衡反应,在t1-t2时间段,属于逆向反应,氨不断消耗.t2-t4时间段,平衡不移动,氨的质量分数与t1-t2的时间段相等,t4-t5时间段内,属于逆向反应,氨在不断消耗,氨的质量分数比t1-t2时间段要小,因此,氨质量分数最小的时间段是t5-t6,所以正确的答案是D.

3 利用数形结合,明确解题思路

在高中化学解题中,教师需要利用数形结合思想,将抽象情景形象化展示,帮助学生分析题目意思,根据题目已知条件,明确解题思路,有效解答化学问题.

例3向KOH和Ca(OH)2组成的混合溶液中通入足量的二氧化碳气体,图3所列产生沉淀与通入的二氧化碳体积之间的关系是( ).

图3 产生沉淀与CO2体积关系

4 利用数形结合,简化化学题目

在高中化学解题中,教师需要引导学生克服畏惧心理,利用数形结合思想方法,将复杂题目转化为简单题目,消除学生的畏惧心理,促使学生主动思考解题,提高学生化学解题能力[3].

例4肼(H2NNH2)是一种高能燃料,其发生化学反应的能量变化如图4所示.已知断裂1 mol化学键需要的能量(kJ):N≡N为942,O=O为500,N—N为154,求解断裂1 mol N—H键需要的能量(kJ).

图4 高能燃料化学反应能量变化图

解析本题考查的是化学反应与能力变化,掌握ΔH=断键吸收的总能量-成键放出的总能量,所以断键吸收的总能量=成键放出的总能量+ΔH,根据题目中的已知条件,进行题目的计算.设断裂1 mol N—H键需要的能量是x,根据图4可以得出,反应物的总能量比生成物的总能量高,因此反应物断键吸收的能量是2 752 kJ-534 kJ=2 218 J,所以,4x+154 kJ+500 kJ=2 218 kJ,求解得出x=3 913 kJ.

5 利用数形结合,梳理化学题目

在高中化学解题中,一些题目从表面上看较为凌乱,难以找到解题突破点.但是,在凌乱的条件中,数量关系与结构隐藏其中,因此,在解题中,引导学生学生对凌乱的条件进行梳理,将其清晰地展示出来,逐层剥丝抽茧,明确题目中的数量关系,明确解题思路,完成化学试题解答.

图5 化学反应能量变化图

(1)在第一步中,化学反应是放热反应还是吸热反应?写出相应的依据.