淺談化學(xué)思想方法的遷移在解題中的應(yīng)用

王瑞俊

（江蘇省華羅庚中學(xué) 江蘇 金壇 213200）

作為全國(guó)第一批試點(diǎn)——江蘇省已于2005年秋在全省實(shí)施了高中新課程，到現(xiàn)在已經(jīng)整整6年時(shí)間，已有三屆學(xué)生參加了新課程實(shí)施后的新高考。作為化學(xué)教師，對(duì)新課程實(shí)施前后新老教材特點(diǎn)的差異深有體會(huì)——老教材更強(qiáng)調(diào)化學(xué)知識(shí)體系的完整性和學(xué)生對(duì)“雙基”的學(xué)習(xí)；新教材則強(qiáng)調(diào)“從生活中學(xué)習(xí)化學(xué)”，強(qiáng)調(diào)化學(xué)課堂中學(xué)生的探索精神、探究能力的培養(yǎng)，更符合現(xiàn)代社會(huì)的“人才觀”。

高中化學(xué)新課程實(shí)施過(guò)程中，教師、學(xué)生特別是教師已經(jīng)由“不適應(yīng)”到“適應(yīng)”，打破課堂舊有的“以教師教為中心”的理念，更新觀念，成為新課程中“學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者”，還時(shí)間給學(xué)生，充分體現(xiàn)“學(xué)生的主體性”，發(fā)展學(xué)生的興趣、愛(ài)好。在新課程標(biāo)準(zhǔn)中給我們化學(xué)老師的時(shí)間并不多，除了完成新課教學(xué)任務(wù)外，幾乎沒(méi)有多少時(shí)間來(lái)進(jìn)行習(xí)題訓(xùn)練。怎樣提高學(xué)生的課堂聽(tīng)課效率，怎樣提高習(xí)題訓(xùn)練課的授課效率成為擺在化學(xué)教師面前的一項(xiàng)重要課題。

化學(xué)這門(mén)學(xué)科的特點(diǎn)本身就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，特別是高中化學(xué)很多的理論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，沒(méi)有數(shù)學(xué)、物理邏輯性強(qiáng)。這給初學(xué)化學(xué)的同學(xué)一種印象——化學(xué)知識(shí)比較瑣碎，不容易系統(tǒng)地概括和記憶。部分同學(xué)所以會(huì)出現(xiàn)孤立地看問(wèn)題，不能做到靈活應(yīng)用。我們可以通過(guò)以高中化學(xué)的主干理論如質(zhì)量守恒定律、氧化還原反應(yīng)得失電子守恒等等為線(xiàn)索跨模塊地進(jìn)行復(fù)習(xí)來(lái)讓我們化學(xué)的知識(shí)體系更為緊密，使學(xué)生更容易掌握。除了把握主干理論進(jìn)行復(fù)習(xí)以外，善于發(fā)現(xiàn)解決不同模塊問(wèn)題方法的共同點(diǎn)，用同一化學(xué)思想方法解決不同問(wèn)題也是提高習(xí)題訓(xùn)練課的授課效率的好方法。下面通過(guò)應(yīng)用高中經(jīng)典化學(xué)思想方法的遷移解決實(shí)際問(wèn)題的兩個(gè)例子，希望起到拋磚引玉的作用，打開(kāi)大家智慧的“潘多拉盒子”。

例1：在如圖所示的容器中發(fā)生下列可逆反應(yīng)xA＋yB?zC。達(dá)到平衡時(shí)，試填空：

（1）若A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則x、y、z關(guān)系是______；

（2）若C是氣體，并且x＋y＝z，在加壓時(shí)化學(xué)平衡可發(fā)生移動(dòng)，則平衡必定是向______方向移動(dòng)；

該模型中以下兩個(gè)問(wèn)題需要明確：對(duì)于反應(yīng) xA（g）＋yB(g)?zC(g)，其中甲→乙減壓過(guò)程可以采取哪些手段？答案是直接擴(kuò)大容器體積或充入與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體。前者不難理解，后者則通過(guò)A、B、C三種氣體的總壓強(qiáng)減小來(lái)解釋。那甲→丙增壓過(guò)程可采取哪些手段？答案是壓縮容器體積或保持容器體積不變加入C氣體或保持容器體積不變成比例的加入A和B。后面兩種情況分兩步來(lái)理解，先將容器擴(kuò)大一倍容器中的氣體的物質(zhì)的量也擴(kuò)大一倍后壓縮至原容器體積（等效平衡的思維方法）。該模型可以解決大部分氣體反應(yīng)中的平衡移動(dòng)問(wèn)題。

能不能將該模型運(yùn)用到其他非氣態(tài)的平衡體系中呢？答案是肯定的。如下圖所示容器裝有醋酸溶液，存在如下平衡CH3COOH?CH3COO－＋H＋，H2O?H++OH-，若在其中加水，平衡怎樣移動(dòng)？根據(jù)平衡常數(shù)不變，不難理解兩個(gè)平衡都正移，醋酸和水電離度都增大。若將醋酸的電離平衡抽象成A（g）?B(g)＋C(g)，則加水稀釋不就是在氣體平衡體系中通過(guò)增加與反應(yīng)無(wú)關(guān)的氣體擴(kuò)大容器體積嗎？因此可以認(rèn)為是氣體的減壓；但對(duì)水的電離平衡H2O?H++OH-則不能抽象成A（g）?B(g)＋C(g)，原因是溶液中主要存在的是水分子水的濃度為定值，加水稀釋對(duì)水的濃度影響不大，因此不能認(rèn)為是增加反應(yīng)物濃度對(duì)平衡產(chǎn)生的影響；可以抽象成A（l）?B(g)＋C(g)，然后減壓。 若在醋酸溶液中加入冰醋酸，醋酸的電離度怎樣變化？該問(wèn)題可以抽象成對(duì)氣態(tài)平衡A（g）?B(g)＋C(g)，加壓，A的轉(zhuǎn)化率減小，即電離度減小。

例2：某溫度下，在某稀硫酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，DIS系統(tǒng)測(cè)出溶液c（H+）、c（OH-）在滴定過(guò)程中變化如圖。

求：（1）B點(diǎn)時(shí)溶液的pH；

（2）在圖中畫(huà)出中和滴定的理論終點(diǎn)；

（3）若升高溫度在坐標(biāo)中畫(huà)出c（H+）、c（OH-）在滴定過(guò)程中變化關(guān)系圖。

這是一道關(guān)于中和滴定的圖像題，(1)根據(jù)滴定過(guò)程中水的離子常數(shù)Kw不變不難求出B點(diǎn)時(shí)c（H+）=1×10-8mol/L此時(shí)pH=8。(2)根據(jù)理論終點(diǎn)的定義當(dāng)H++OH-=H2O正好完全反應(yīng)c(H+)=c(OH-)時(shí)就是該反應(yīng)的理論終點(diǎn)，即圖中曲線(xiàn)與函數(shù)y=x圖像的交點(diǎn)處。(3)升高溫度水的離子積常數(shù)Kw增大，因此應(yīng)將該曲線(xiàn)沿函數(shù)y=x直線(xiàn)向右上方平移。

該圖像題能否建立數(shù)學(xué)模型？根據(jù)水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)·c(OH-),只要溫度不變關(guān)系式變形得到c(H+)=Kw/c(OH-),即y=Kw/x,因此該函數(shù)圖像為雙曲線(xiàn)的一部分。所有的問(wèn)題歸集為關(guān)于函數(shù)圖像的討論。能否將關(guān)于該模型的解題方法應(yīng)用于其他化學(xué)試題呢？

例2變形：已知某BaCl2溶液與Na2SO4溶液進(jìn)行滴定并測(cè)定滴定過(guò)程中c（Ba2+）、c（）并畫(huà)在坐標(biāo)上。 求：

（1）B點(diǎn)溶液中c（Ba2+）；

（2）在10mL0．1mol／L的BaCl2溶液中滴入10.2mL 0.1mol／L 的Na2SO4溶液時(shí)在該圖中標(biāo)出該點(diǎn)；

（3）當(dāng)BaCl2和Na2SO4恰好完全反應(yīng),若升高溫度在該坐標(biāo)中畫(huà)出可能的位置。

無(wú)需分析，大家一看便知由于BaSO4的溶度積Ksp=c（Ba2+）·c（）與水的離子積常數(shù)表達(dá)式相似且升高溫度兩常數(shù)都增大。因此圖像問(wèn)題函數(shù)化，將化學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題，對(duì)于同學(xué)們擴(kuò)大視野，選擇更好的解題方法大有裨益。

新教材中相似模型還有很多，有待于有心人去發(fā)現(xiàn)和歸納。在新課程背景下，找出不同問(wèn)題的相同模型、熟悉解決相關(guān)模型的化學(xué)思想方法是解決課時(shí)緊張和提高學(xué)生能力這對(duì)矛盾的一種方法，能起到事半功倍的效果，關(guān)鍵是善于觀察問(wèn)題的本質(zhì)，養(yǎng)成這種思維習(xí)慣。