初中化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與應(yīng)用貫穿于整個(gè)初中化學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程,它既是初中化學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)??墒牵瑢W(xué)生的學(xué)習(xí)往往停留在對(duì)化學(xué)方程式的記憶上,學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式的應(yīng)用能力往往沒(méi)有得到發(fā)展。對(duì)此,筆者經(jīng)過(guò)多年的課堂教學(xué)觀察與分析,總結(jié)了教學(xué)中“五要”。
人教版初中化學(xué)教科書(shū)中的化學(xué)方程式有近50個(gè),教師在教學(xué)時(shí)如果不重視傳授其中規(guī)律,學(xué)生自然不容易掌握,學(xué)困生更是如此。
化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)是原子的重新組合,原子的種類(lèi)沒(méi)有改變,原子的數(shù)目沒(méi)有增減。這在整個(gè)化學(xué)方程式教學(xué)中具有統(tǒng)領(lǐng)性的指導(dǎo)作用。學(xué)生對(duì)“原子數(shù)目沒(méi)有增減”關(guān)注較多,知道要配平,但對(duì)“重新組合”沒(méi)有深入思考?!爸匦陆M合”是怎樣組合?組合有沒(méi)有規(guī)律可循?
其實(shí),在初中化學(xué)知識(shí)范圍內(nèi)原子間組合還是有一點(diǎn)規(guī)律的:(1)H元素喜歡與O元素組合成H2O;(2)C元素喜歡與O元素組合成CO2,當(dāng)氧不足時(shí)暫時(shí)組合成CO,有機(jī)會(huì)再轉(zhuǎn)化為CO2;(3)正價(jià)元素喜歡與負(fù)價(jià)元素組合成化合價(jià)代數(shù)和為0的化合物。用這些規(guī)律就可以寫(xiě)出絕大部分的化學(xué)方程式,就可以將學(xué)生從“英語(yǔ)單詞式”的學(xué)習(xí)中解脫出來(lái)。
化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)中的“配平”是學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。教師常為學(xué)生總結(jié)多種配平法,如奇數(shù)配偶法、觀察法、最小公倍數(shù)法等,這些方法各有特色,但也有其適用范圍。當(dāng)學(xué)生面對(duì)具體的化學(xué)方程式時(shí)往往不知道選用哪個(gè)好。這就要求教師在教學(xué)時(shí)要有相對(duì)一致的方法指導(dǎo),不能讓學(xué)生迷失在諸多方法之中。筆者建議使用“比例法”,因?yàn)樵娱g的組合是有規(guī)律的,組合的個(gè)數(shù)比也是一定的,只要找到這個(gè)比例就可以輕松配平。其具體步驟:首先,根據(jù)生成物的化學(xué)式找出原子間的組合比例;其次,確定反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù),可以暫用分?jǐn)?shù)或小數(shù)表示,使其成比例,再轉(zhuǎn)為最簡(jiǎn)整數(shù)比;最后,由反應(yīng)物計(jì)量數(shù)確定生成物的計(jì)量數(shù)。
例如,配平 CH3OH+O2點(diǎn)燃CO2+H2O。
分析:由生成物的化學(xué)式可知中,1個(gè)碳原子需2個(gè)氧原子,2個(gè)氫原子需要1個(gè)氧原子,則4個(gè)氫原子需2個(gè)氧原子,共需4個(gè)氧原子。1個(gè)CH3OH分子中有1個(gè)氧原子,還需補(bǔ)充3個(gè)氧原子,因此在O2前配上“1.5”,使其成比例,再同時(shí)擴(kuò)大一倍將其轉(zhuǎn)化為整數(shù)比即可。
用這種“比例法”就可配平初中所有化學(xué)方程式。通過(guò)教師指導(dǎo)訓(xùn)練,就可幫助學(xué)生排除對(duì)“配平”的心理恐懼,從而樹(shù)立信心。
化學(xué)方程式可表示反應(yīng)物、生成物各物質(zhì)之間的質(zhì)量比,且比值不變。正是根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)才可以根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算。由此,初中階段的化學(xué)內(nèi)容中代入計(jì)算的數(shù)值應(yīng)符合三個(gè)條件:首先,必須是質(zhì)量,體積要轉(zhuǎn)化為質(zhì)量;其次,必須是純量,不純量要轉(zhuǎn)化為純量;最后,必須是實(shí)際參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量或?qū)嶋H生成的生成物的量,沒(méi)有參加反應(yīng)或不是此反應(yīng)生成的量應(yīng)扣除,不能代入計(jì)算。只有同時(shí)滿足這三個(gè)量時(shí)才能保證其比值相等,因此,化學(xué)方程式計(jì)算的思維方向就是將不符合要求的量轉(zhuǎn)化為符合要求的量。
倘若在教學(xué)中教師沒(méi)有講清這些內(nèi)容,只是列舉了好多計(jì)算類(lèi)型,將其復(fù)雜化,就會(huì)使得學(xué)生無(wú)所適從。
化學(xué)方程式教學(xué)不能僅停留在書(shū)寫(xiě)上,更重要的是應(yīng)用。
1.依據(jù)化學(xué)方程式描述反應(yīng)的現(xiàn)象。學(xué)生描述化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象時(shí)往往死記硬背,常出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。在教學(xué)時(shí)可以引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上依據(jù)化學(xué)方程式來(lái)描述反應(yīng)的現(xiàn)象。例如物質(zhì)燃燒可從燃燒時(shí)火焰的顏色、放熱、生成物三個(gè)方面來(lái)表述;固體與液體反應(yīng)可以從反應(yīng)物、生成物的變化來(lái)表述;等等。
2.依據(jù)化學(xué)方程式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)難點(diǎn),也是化學(xué)學(xué)習(xí)所要達(dá)到的一個(gè)高點(diǎn)。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)完一個(gè)化學(xué)方程式后,教師要不時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生回憶其實(shí)驗(yàn)裝置、設(shè)計(jì)原理、現(xiàn)象、反應(yīng)條件、反應(yīng)速率等等。從一開(kāi)始的引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的回憶,過(guò)渡到學(xué)生學(xué)會(huì)依據(jù)化學(xué)方程式對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主分析、評(píng)價(jià)、模仿設(shè)計(jì),最后實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,慢慢地將學(xué)生帶到一定的高度,以此促進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式的理解。
3.依據(jù)化學(xué)方程式推理物質(zhì)性質(zhì)。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)寫(xiě)出相應(yīng)的化學(xué)方程式,同時(shí)根據(jù)化學(xué)方程式推知物質(zhì)的性質(zhì),拓展學(xué)生的思維,培養(yǎng)能力。例如,讓學(xué)生能用化學(xué)方程式表示金屬的三條化學(xué)性質(zhì);同樣也可以根據(jù)金屬與氧氣、金屬與酸、金屬與某些鹽反應(yīng)的化學(xué)方程式推知氧氣、酸和某些鹽能與金屬反應(yīng)等信息,慢慢擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),培養(yǎng)其能力。
化學(xué)方程式的結(jié)構(gòu)化有利于學(xué)生對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的整體認(rèn)識(shí),以及對(duì)物質(zhì)間相互聯(lián)系的全面理解,可以幫助學(xué)生自主復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,解決框圖類(lèi)習(xí)題。
在教學(xué)中,教師要有意識(shí)地從物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)中的能量變化、反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)、反應(yīng)條件等不同的角度來(lái)對(duì)化學(xué)方程式進(jìn)行分類(lèi),從而得到結(jié)構(gòu)化的化學(xué)方程式體系。例如可以從物質(zhì)分類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)型的角度考查學(xué)生——
(1)化合反應(yīng):請(qǐng)寫(xiě)出可以通過(guò)化合反應(yīng)生成氧化物、酸、堿、鹽的相關(guān)化學(xué)方程式。
(2)分解反應(yīng):請(qǐng)寫(xiě)出氧化物、酸、堿、鹽分解的相關(guān)化學(xué)方程式。
(3)置換反應(yīng):置換反應(yīng)可根據(jù)反應(yīng)物的類(lèi)別再分為三類(lèi)(金屬與酸、金屬與鹽、還原劑與氧化物),請(qǐng)寫(xiě)出相關(guān)反應(yīng)方程式。
(4)復(fù)分解反應(yīng):復(fù)分解反應(yīng)可以生成水、氣體、沉淀,請(qǐng)寫(xiě)出1個(gè)有水生成、2個(gè)有氣體(CO2、NH3)生成、7個(gè)有沉淀生成的復(fù)分解反應(yīng)化學(xué)方程式。
(5)以上四種反應(yīng)類(lèi)型都不是的反應(yīng):置換反應(yīng),如有機(jī)物燃燒、CO與氧化物反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng),如非金屬氧化物與堿反應(yīng);等等。請(qǐng)寫(xiě)出四種基本反應(yīng)類(lèi)型都不是的反應(yīng)方程式。
學(xué)生依此在已有知識(shí)中檢索符合條件的相關(guān)內(nèi)容,將化學(xué)方程式慢慢結(jié)構(gòu)化,便于今后快速檢索調(diào)用。上述問(wèn)題表面上看是化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)的練習(xí),實(shí)際是對(duì)全冊(cè)化學(xué)方程式的一次梳理,是對(duì)學(xué)生思維的訓(xùn)練和能力的培養(yǎng)。
總之,化學(xué)方程式的教學(xué)不能僅停留在書(shū)寫(xiě)過(guò)關(guān)上,更重要的是與其應(yīng)用相關(guān)聯(lián)起來(lái),相互促進(jìn),螺旋式上升。只要教師心中有明確的目標(biāo)和清晰的線路圖,一定會(huì)將學(xué)生帶到預(yù)設(shè)的高度。