用化學(xué)學(xué)科思想引領(lǐng)高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)

盧海燕，楊華文

（安宜高級(jí)中學(xué)，江蘇 寶應(yīng) 225801）

用化學(xué)學(xué)科思想引領(lǐng)高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)

盧海燕，楊華文

（安宜高級(jí)中學(xué)，江蘇 寶應(yīng) 225801）

本文以一次教學(xué)效果檢測(cè)試題分析為例，通過(guò)梳理化學(xué)學(xué)科的教學(xué)思想，表明以化學(xué)學(xué)科思想來(lái)引領(lǐng)是第一輪高三化學(xué)復(fù)習(xí)的應(yīng)有要義。

化學(xué)學(xué)科思想；結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)化；強(qiáng)弱；守恒；平衡；理論聯(lián)系實(shí)際

高三化學(xué)第一輪復(fù)習(xí)教什么，怎么教，教到什么程度，對(duì)每位高三化學(xué)教師來(lái)說(shuō)，都必須有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)為，以知識(shí)的逐點(diǎn)掃描和梳理為主夯實(shí)基礎(chǔ)是必要的，以《考試說(shuō)明》所要求的知識(shí)內(nèi)涵和外延的強(qiáng)化訓(xùn)練也是必須的，但我們認(rèn)為，第一輪高三化學(xué)復(fù)習(xí)讓學(xué)生形成一定的化學(xué)學(xué)科思想更為重要。

近期，我校在期中考試后安排了高三學(xué)生半學(xué)期學(xué)習(xí)情況問(wèn)卷，問(wèn)卷要求學(xué)生歸納出學(xué)科思想，結(jié)果71.2%的理化學(xué)生說(shuō)不出或說(shuō)不清化學(xué)學(xué)科有哪些學(xué)科思想，究其原因，一方面學(xué)生整天忙于作業(yè)的應(yīng)付，“只埋頭拉車(chē)，不抬頭看路”，一方面教師只注重知識(shí)的傳授，不重視方法的歸納和提煉。下面以我校參加的最近的一次教學(xué)效果檢測(cè)的試題為例，通過(guò)梳理化學(xué)學(xué)科的教學(xué)思想，揭示化學(xué)學(xué)科思想引領(lǐng)第一輪高三化學(xué)復(fù)習(xí)的應(yīng)有要義。

一、結(jié)構(gòu)觀(guān)

結(jié)構(gòu)觀(guān)是基本的化學(xué)學(xué)科觀(guān)念，是對(duì)物質(zhì)本質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)本因的深層次認(rèn)識(shí)。這一科學(xué)方法源自“內(nèi)因在事物中發(fā)揮決定作用”的哲學(xué)論斷。有什么樣結(jié)構(gòu)就該有什么樣的性質(zhì)，有什么樣的性質(zhì)就“衍射”什么樣的結(jié)構(gòu)！有機(jī)化學(xué)是這一科學(xué)觀(guān)念充分體現(xiàn)。

例1.β——紫羅蘭酮是存在于玫瑰花、番茄等中的一種天然香料，其結(jié)構(gòu)如圖1所示（未表示出其空間構(gòu)型）。下列關(guān)于β——紫羅蘭酮的性質(zhì)描述正確的是

A.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

B.能使酸性KMnO4溶液褪色

C.能發(fā)生加成、取代、消去反應(yīng)

D.1mol該物質(zhì)最多可與3mol H2反應(yīng)

分析：該題β——紫羅蘭酮為載體，考查學(xué)生對(duì)有機(jī)化合物的分子結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)的性質(zhì)等基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)知識(shí)的理解和掌握程度。A.分子無(wú)苯環(huán)，不能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。B、C.分子中的官能團(tuán)決定了能使酸性KMnO4溶液褪色、能發(fā)生加成、取代反應(yīng)，不能發(fā)生消去反應(yīng)。D.1mol該物質(zhì)最多可與3mol H2反應(yīng)。

二、轉(zhuǎn)化觀(guān)

“同一種元素的不同類(lèi)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系”，是高三一輪復(fù)習(xí)階段認(rèn)識(shí)元素化合物知識(shí)的重要方法。利用圖式的方法，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用分類(lèi)方法對(duì)具體的化學(xué)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅有利于做好第一輪復(fù)習(xí)，更為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)提供學(xué)習(xí)思路。

以教材中的習(xí)題為例，用化學(xué)脈絡(luò)圖可表示下列轉(zhuǎn)化關(guān)系：Ca→CaO→Ca（OH）2→CaCO3；C→CO2→H2CO3→Na2CO3→NaHCO3?；瘜W(xué)脈絡(luò)圖是一種表征、檢查、修正和完善化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知工具，它通常是將有關(guān)某一化學(xué)主題不同級(jí)別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線(xiàn)將相關(guān)的概念或命題連接，形成關(guān)于該主題的化學(xué)概念或知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，借此形象化的方式表征學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)某一化學(xué)主題的理解。

三、強(qiáng)弱觀(guān)

（1）在化學(xué)反應(yīng)中往往表現(xiàn)為：①活潑（非）金屬置換不活潑（非）金屬，②強(qiáng)酸（堿）制備弱酸（堿），③溶解性強(qiáng)的制備溶解性弱的，④強(qiáng)氧化（還原）劑制備弱氧化（還原）劑。

（2）當(dāng)同一個(gè)體系中，一個(gè)反應(yīng)物與另外多個(gè)反應(yīng)物反應(yīng)時(shí)須遵循一定的順序，即優(yōu)先規(guī)則。a.有序氧化（還原）。例：少量的Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2先氧化Fe2＋。b.有序放電。陽(yáng)離子在陰極放電順序?yàn)椋篈g＋＞（Fe3＋）＞Cu2＋＞（H＋酸）＞Fe2＋＞Zn2＋＞（H2O 中的 H＋）。陰離子在陽(yáng)極放電順序?yàn)椋航饘訇?yáng)極（Cu、Ag 等）＞S2－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。c.有序中和。若某一溶液中同時(shí)含有幾種酸性物質(zhì)（或堿性物質(zhì)）當(dāng)加入一種堿（或酸）時(shí)，酸性（或堿性）強(qiáng)的物質(zhì)先被中和。d.有序沉淀。若某一溶液中同時(shí)存在幾種能與所加試劑形成沉淀的離子，則溶解度小的物質(zhì)先沉淀。向KCl、NaBr混合溶液中逐漸加入AgNO3溶液時(shí)，先析出AgBr，其次為AgCl。

例2.下列說(shuō)法正確的是

A.在大量存在 NH+4、Al3＋、、CH3COOH 的溶液中，滴加NaOH溶液立即有氣體產(chǎn)生。

B.常溫下，反應(yīng) 4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s）能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△H＜0

C.NaHR（H2R為二元弱酸）溶液的酸堿性取決于HR-的電離程度和水解程度的相對(duì)大小

D.向 0.01mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加 NaOH 溶液至中性：c（Na＋)＞c（)＞c（）

分析：本題考查學(xué)生對(duì)元素化合物知識(shí)應(yīng)用與原理之間的關(guān)系的認(rèn)識(shí)。A中與NaOH反應(yīng)的順序是：CH3COOH、Al3＋、Al（OH）3。B.化學(xué)反應(yīng)自發(fā)向生成穩(wěn)定體系的方向轉(zhuǎn)化，即放出熱量（焓變小于零）并且混亂度增加（熵變大于零）的方向轉(zhuǎn)化。C中HR-具有雙重性，酸堿性取決于HR-的電離程度和水解程度的相對(duì)大小。D中OH－先與H＋中和，再與反應(yīng)一部分。

四、守恒觀(guān)

在溶液中存在離子的電荷守恒和物料守恒。在氧化還原反應(yīng)中存在得失電子守恒。在某些復(fù)雜多步的化學(xué)反應(yīng)中存在元素守恒。

例 3.常溫下，向 10mL 0.1mol·L-1的 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液，所得滴定曲線(xiàn)如圖2所示。下列說(shuō)法一定正確的是

A.A點(diǎn)的pH為1

B.B 點(diǎn)時(shí)：2c（H+）+c（CH3COOH）=2c（OH-）+c（CH3COO-）

C.在 A→B 之間：c（CH3COO-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）

D.C 點(diǎn)時(shí)：c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（CH3COO-）

分析：本題以NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的滴定曲線(xiàn)為載體，考查溶液中鹽的水解、弱電解質(zhì)的電離、電荷守恒、物料守恒等基本原理的應(yīng)用。該題的思維容量較大。（1）由于CH3COOH是弱酸，只能部分電離，所以 C（H+）小于 0.1mol·L-1，A 點(diǎn)的 pH 大于1。（2）B點(diǎn) 對(duì) 應(yīng) 的 溶 液 組 成 是 CH3COOH和CH3COONa。根據(jù)電荷守恒和物料守恒兩式合可得。（3）C中根據(jù)圖像可以確定在A→B之間 c（H+）＞c（OH-），而 c（Na+）與 c（H+）的大小無(wú)法確定。在 A→B之間溶液的組成是CH3COOH和CH3COONa。極限法在 A 點(diǎn) c（H+）＞c（Na+）=0，在 B 點(diǎn) c（Na+）＞c（H+）。所以在 A→B 之間也可能存在 c（H+）＞c（Na+）。（4）C 點(diǎn)溶液的組成是NaOH和CH3COONa，D考查了電荷守恒。

五、平衡觀(guān)

動(dòng)態(tài)平衡思想是化學(xué)學(xué)科思想的重要組成部分，是科學(xué)思想的集中體現(xiàn)。勒夏特列原理是自然辯證法在自然科學(xué)領(lǐng)域的具體化。中學(xué)化學(xué)四大平衡包括化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡。K、Kw、Ksp本質(zhì)上都是平衡常數(shù)，只是溫度的函數(shù)，其大小只受溫度影響。四大平衡受外界條件影響移動(dòng)時(shí)，都遵循勒夏特列原理。

例4.一定溫度下，在4個(gè)容積均為1L的恒容容器中分別進(jìn)行反應(yīng)（各容器中 A 都足量）A（s）+B（g）?C（g）+D（g） ΔH=+100kJ·mol-1，某時(shí)刻測(cè)得部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：容器編號(hào)n（B）/moln（C）/moln（D）/mol反應(yīng)時(shí)間/min反應(yīng)速率

Ⅰ 0.06 0.60 0.10 t1 v（正）=v（逆）Ⅱ 0.12 1.20 0.20 t2Ⅲ 0.32 1.0 0 0Ⅳ 0.12 0.30 v（正）=v（逆）

下列說(shuō)法正確的是

A.容器Ⅰ中平均反應(yīng)速率v（B）=0.04/t1mol·L-1·min-1

B.t2時(shí)容器Ⅱ中 v（正）＞v（逆）

C.容器Ⅲ中反應(yīng)至平衡時(shí)吸熱20kJ

D.容器Ⅳ中 c（D）=0.4mol·L-1

分析：本題考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)平均速率的定量計(jì)算、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡狀態(tài)等一般規(guī)律的理解程度和運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行計(jì)算的能力。容器Ⅰ中學(xué)生會(huì)誤以為B的起始濃度為1mol·L-1，而實(shí)際上題目并沒(méi)說(shuō)明。容器Ⅱ中通過(guò)計(jì)算得出Q（濃度商）=2＞K=1，所以此時(shí)平衡逆向移動(dòng)。容器Ⅲ中可以利用三步法進(jìn)行計(jì)算，算出轉(zhuǎn)化的B的量，來(lái)算出平衡時(shí)吸收的熱量，也可以逆向思維將C中的吸熱20kJ當(dāng)作已知條件，則得出轉(zhuǎn)化的B應(yīng)為0.2mol，發(fā)現(xiàn)此時(shí)上述反應(yīng)未處于平衡狀態(tài)。容器Ⅳ中v（正）=v（逆）說(shuō)明此時(shí)K=1，利用平衡常數(shù) K=1可以算出 c（D）=0.4mol·L-1。

六、數(shù)形結(jié)合觀(guān)

在解決化學(xué)問(wèn)題時(shí)常常會(huì)用到數(shù)學(xué)，如果能將數(shù)學(xué)思想方法加以應(yīng)用，會(huì)使問(wèn)題簡(jiǎn)單明了。華羅庚就說(shuō)過(guò)：“數(shù)缺形，少直觀(guān)；形缺數(shù)，難入微”。具體地說(shuō)，就是在解決問(wèn)題時(shí)，根據(jù)問(wèn)題的背景、數(shù)量關(guān)系、圖形特征或使“數(shù)”的問(wèn)題借助于“形”去觀(guān)察，或?qū)ⅰ靶巍钡膯?wèn)題借助于“數(shù)”去思考。在化學(xué)上，有很多問(wèn)題也可以用這種數(shù)形結(jié)合的思想去解決。

例5.化學(xué)中常用圖像直觀(guān)地描述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程或結(jié)果。下列圖像描述正確的是（ ）

A.圖①表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng) 2A（g）+2B（g）?3C（g）+D（s）的影響，乙的壓強(qiáng)大

B.圖②表示乙酸溶液中通入氨氣至過(guò)量的過(guò)程中溶液導(dǎo)電性的變化

C.圖③表示在 1L 1mol·L－1FeBr2溶液中通入 Cl2時(shí) Br－的量的變化

D.圖④表示一定濃度Na2CO3溶液中滴加鹽酸，生成CO2與滴加鹽酸物質(zhì)的量的關(guān)系

分析：可逆反應(yīng) 2A（g）+2B（g）?3C（g）+D（s）的氣體系數(shù)和不為零，所以壓強(qiáng)改變對(duì)平衡是影響的，而由圖像得出的結(jié)論為沒(méi)有影響，這里學(xué)生的忽略D（s），得出錯(cuò)誤的數(shù)字關(guān)系。又圖②得出的結(jié)論是導(dǎo)電性減弱，而乙酸溶液中通入氨氣會(huì)生成乙酸銨是強(qiáng)電解質(zhì)，導(dǎo)電性應(yīng)該增強(qiáng)。一定濃度Na2CO3溶液中滴加鹽酸，開(kāi)始應(yīng)該沒(méi)有氣體，生成的是碳酸氫鈉，而圖像是開(kāi)始就有氣體?？梢宰兪綖橄螓}酸溶液中滴加碳酸鈉溶液，則圖像怎么樣。

七、分類(lèi)觀(guān)

將大量的物質(zhì)按照一定的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行分類(lèi)，是一種簡(jiǎn)單易行的、行之有效的科學(xué)方法，這種方法是化學(xué)學(xué)科常用的一種研究方法和學(xué)習(xí)方法。觀(guān)察事物的角度不同，就能形成了帶有學(xué)科特點(diǎn)的分類(lèi)角度和分類(lèi)方法。對(duì)于數(shù)以千萬(wàn)計(jì)化學(xué)物質(zhì)，利用分類(lèi)觀(guān)，能把繁多的物質(zhì)通過(guò)分類(lèi)構(gòu)成一個(gè)有序的邏輯體系，有利于把握物質(zhì)之間的本質(zhì)區(qū)別和聯(lián)系，進(jìn)而探討各類(lèi)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，為從整體上認(rèn)識(shí)化學(xué)物質(zhì)及其變化提供內(nèi)在線(xiàn)索，這也將有利于學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程。實(shí)踐證明，光有許多零碎的知識(shí)而沒(méi)有形成整體的知識(shí)結(jié)構(gòu)，就猶如沒(méi)有組裝成整機(jī)的一堆零部件而難以發(fā)揮其各自功能。

“交叉分類(lèi)”和“樹(shù)狀分類(lèi)”是兩種常用的、具體的分類(lèi)方法?！皹?shù)狀分類(lèi)”可以對(duì)多達(dá)千萬(wàn)種的化學(xué)物質(zhì)和為數(shù)更多的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)地研究，使有關(guān)的知識(shí)系統(tǒng)化；“交叉分類(lèi)”可以從不同的角度對(duì)同一個(gè)物質(zhì)進(jìn)行多方位的研究，使有關(guān)的認(rèn)識(shí)全面化，這便是兩者的區(qū)別與聯(lián)系。

化學(xué)學(xué)科思想是化學(xué)家們?cè)陂L(zhǎng)期的實(shí)踐活動(dòng)中形成的，既是他們對(duì)化學(xué)研究領(lǐng)域和研究對(duì)象的看法和觀(guān)點(diǎn)，又是他們研究解決化學(xué)問(wèn)題的思路和方法。在高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)的過(guò)程中讓學(xué)生掌握化學(xué)思想，能有效地探求物質(zhì)變化的規(guī)律，有助于從化學(xué)的視角去認(rèn)識(shí)和解決日常生活中的化學(xué)問(wèn)題，從而提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

張華偉）