高三復(fù)習(xí)備考中“有序思想”的應(yīng)用與培養(yǎng)

譚瓊念

知識(shí)、能力和思想是學(xué)科教學(xué)的三大要素，學(xué)科思想更是學(xué)科教學(xué)的精髓和靈魂，它在很大程度上決定了學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)存和能力發(fā)揮的狀況.因此，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)人們?cè)趯W(xué)習(xí)和研究化學(xué)問題時(shí)所運(yùn)用的一些思維方式和方法，并在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)思想的培養(yǎng)，對(duì)學(xué)生學(xué)好化學(xué)、乃至于今后的學(xué)習(xí)和研究都具有十分重要的意義.在眾多化學(xué)思想化學(xué)思維能力中，有序思想是很重要的一種，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作中是需要嚴(yán)格規(guī)范思維順序的，而化學(xué)計(jì)算要想做到快而精確，思維順序也是非常重要的.

一、有序思想的定義

所謂有序思想，是指思考和解決問題時(shí)按照一定的邏輯思維順序或優(yōu)化程序，包括特定的順序、線索、條理、步驟和規(guī)律來展開的一種思維方法.它在化學(xué)學(xué)習(xí)中非常常見，如物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)而性質(zhì)決定用途的思想、由特殊到一般再到特殊的思想、提出假設(shè)→實(shí)驗(yàn)探索→分析現(xiàn)象得出結(jié)論的思想，對(duì)稱思想等，我們用這些思想作為思考的框架順序，這就是化學(xué)學(xué)習(xí)研究中的有序思想.

二、有序思想在化學(xué)學(xué)習(xí)中的常見應(yīng)用

1.運(yùn)用有序思想來存貯、建構(gòu)化學(xué)知識(shí).

化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)松散，一些物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)類似，容易混淆.所以在指導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)的時(shí)候，運(yùn)用有序思想將化學(xué)知識(shí)有序存儲(chǔ)，建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)顯得十分重要.例如，我們?cè)趶?fù)習(xí)非元素化合物知識(shí)時(shí)，可以把每一種元素的單質(zhì)及化合物作為知識(shí)點(diǎn)，以物質(zhì)分類（氣態(tài)氫化物→單質(zhì)→氧化物→氧化物對(duì)應(yīng)水化物→相應(yīng)含氧酸鹽）為序列，或是以結(jié)構(gòu)→性質(zhì)→存在、制法、用途為序列，或以元素族（同族元素的相似性和遞變性）為序列，就可得每一族元素的立體知識(shí)結(jié)構(gòu)，從而有效存貯相關(guān)知識(shí).

2.運(yùn)用有序思想來解決常見化學(xué)問題.

（1）運(yùn)用有序思想解決化學(xué)中的競(jìng)爭反應(yīng).

①氧化還原反應(yīng)中的競(jìng)爭反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)、電極反應(yīng)）

例1分別向含SO2-?3、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中，通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下的Cl?2，通入Cl?2的體積和溶液中相關(guān)離子的物質(zhì)的量關(guān)系圖正確的是（）.

A

B

C

D

本題答案選C.這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，它考查氧化還原反應(yīng)的競(jìng)爭反應(yīng)、電子轉(zhuǎn)移的計(jì)算、數(shù)形結(jié)合的理解能力.解題首先要具備的思想方法就是有序思想，因?yàn)檫@幾種常見陰離子的還原性由強(qiáng)到弱依次是SO2-?3、I-、Fe2+、Br-，所以反應(yīng)的順序依次為SO2-?3、I-、Fe2+、Br-.因此，熟記氧化劑、還原劑強(qiáng)弱順序，理解反應(yīng)是“以強(qiáng)制弱”的特點(diǎn)，利用這種有序思想，就能很好地理解氧化還原中的競(jìng)爭反應(yīng).

②復(fù)分解反應(yīng)的競(jìng)爭反應(yīng)

例2將CO?2氣體緩緩地通入含KOH、Ba（OH）?2和KAlO?2的混合溶液中直至過量，生成沉淀的物質(zhì)的量與所通CO?2的體積關(guān)系如圖所示.下列關(guān)于整個(gè)反應(yīng)進(jìn)程中的各種描述不正確的是（）.

A.O～A段反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ba（OH）?2+CO?2=BaCO?3↓+H?2O

B.B～C段反應(yīng)的離子方程式是2AlO?2-+3H?2O+CO?2=2Al（OH）?3↓+CO2-?3

C.A～B段與C～D段所發(fā)生的反應(yīng)相同

D.D～E段沉淀的減少是由于碳酸鋇固體的消失所致

本題答案選C.這是對(duì)氣體CO?2與含KOH、Ba（OH）?2和KAlO?2的混合物的反應(yīng)的先后問題的知識(shí)考查.在各個(gè)階段發(fā)生的反應(yīng)是：

O～A段：Ba（OH）?2+CO?2=BaCO?3↓+H?2O;

A～B段：2KOH+CO?2=K?2CO?3+H?2O;

B～C段：2AlO-?2+3H?2O+CO?2=2Al（OH）?3↓+CO2-?3;

C～D段：K?2CO?3+H?2O+CO?2=2KHCO?3;

D～E段：BaCO?3+H?2O+CO?2=Ba（HCO?3）?2.

要解決像這一類復(fù)分解中的競(jìng)爭反應(yīng)，就要引導(dǎo)學(xué)生懂得，在溶液中發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，總是盡可能減少溶液中的離子濃度，如生成沉淀，生成更穩(wěn)定的物質(zhì)，酸堿中和成水等，這就很容易理解O～A段與A～B段、B～C段的反應(yīng)順序，而C～D段與D～E段，都是正鹽轉(zhuǎn)化成酸式鹽的過程，K?2CO?3優(yōu)先，是因?yàn)橛行鲎驳膸茁矢?

解決復(fù)分解反應(yīng)中的競(jìng)爭反應(yīng)，通常還要記住物質(zhì)的酸堿性強(qiáng)弱，如酸性強(qiáng)弱的比較HClO?4>H?2SO?4>H?3PO?4>H?2CO?3>H?2SiO?4.再如當(dāng)學(xué)生知道碳酸的第一步電離常數(shù)大于次氯酸，次氯酸的電離常數(shù)大于碳酸的第二步電離常數(shù)，那么當(dāng)碳酸與次氯酸鈉反應(yīng)時(shí)，無論碳酸是否過量，結(jié)果都只能生成碳酸氫鈉.這些就是運(yùn)用有序思維來解決競(jìng)爭反應(yīng).

③沉淀反應(yīng)的優(yōu)先反應(yīng)

例3（2013年全國卷11）已知K?sp（AgCl）=1.56×10-10，K?sp（AgBr）=7.7×10-13，K?sp（Ag?2CrO?4）=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和CrO?42-濃度均為0.010mol·L-1，向該溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO?3溶液時(shí)，三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序?yàn)椋ǎ?

A.Cl-、Br-、CrO2-?4

B.CrO2-?4、Br-、Cl-

C.Br-、Cl-、CrO2-?4

D.Br-、CrO2-?4、Cl-

本題選C.由三種難溶物的溶度積，計(jì)算比較出相同濃度Cl-、Br-和CrO2-?4沉淀時(shí)的c（Ag+），c（Ag+）越小，則越先生成沉淀，這就是運(yùn)用了有序思想的方法.某一溶液中同時(shí)存在幾種能與所加沉淀劑形成沉淀的離子，則溶解度小的優(yōu)先沉淀.所以，向KCl、NaBr、KI混合液中逐漸加入AgNO?3溶液時(shí)，先析出AgI、其次為AgBr，最后為AgCl.同樣的原理還應(yīng)用于候氏制堿法，它的原理也是體現(xiàn)溶解度小的先沉淀或先結(jié)晶的規(guī)律.

（2）運(yùn)用“有序思想”書寫同分異構(gòu)體.

學(xué)生書寫同分異構(gòu)體時(shí)常犯的錯(cuò)誤有遺漏和重復(fù)，其原因是思維混亂，沒有選準(zhǔn)角度按一定邏輯順序逐一書寫.同分異構(gòu)體的書寫與種類判斷，尤其是基于含苯環(huán)物質(zhì)的同分異構(gòu)書的書寫考查，是近幾年能力考查的重要落點(diǎn).因此，復(fù)習(xí)時(shí)更應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用有序思想，按“物質(zhì)類別異構(gòu)→碳鏈異構(gòu)→官能團(tuán)位置異構(gòu)”的順序思考、書寫，在“碳鏈異構(gòu)”中則按“主鏈先長后短→取代基先整后散→取代基位置由中間到兩邊”思維順序，善用等效氫的思想來分析.

例4（2014年全國Ⅰ卷）（4）F（C?8H?11N）的同分異構(gòu)體中含有苯環(huán)的還有種（不考慮立體異構(gòu)）.

要迅速求出這19種同分異構(gòu)體，運(yùn)用有序思想是快而準(zhǔn)的關(guān)鍵.

將氨基作取代基，有以下情況：乙苯分子結(jié)構(gòu)上有5種等效氫，若連接一個(gè)氨基，應(yīng)為5種異構(gòu)體;鄰二甲苯分子結(jié)構(gòu)上有3種等效氫，若連接一個(gè)氨基，應(yīng)為3種異構(gòu)體;間二甲苯分子結(jié)構(gòu)上有4種等效氫，若連接一個(gè)氨基，應(yīng)為4種異構(gòu)體;對(duì)二甲苯分子結(jié)構(gòu)上有2種等效氫，若連接一個(gè)氨基，應(yīng)為2種異構(gòu)體.以上共計(jì)應(yīng)為14種異構(gòu)體.將N原子插入苯環(huán)側(cè)鏈中，有以下情況：N原子若在乙基和苯環(huán)之間為一種異構(gòu)體，在乙基的兩個(gè)碳原子之間為一種異構(gòu)體.鄰間對(duì)三種二甲苯，N原子若在甲基和苯環(huán)之間各為一種異構(gòu)體，這種可能共計(jì)5種異構(gòu)體.N的兩種連接方式合計(jì)，共計(jì)19種異構(gòu)體.

三、有序思想的培養(yǎng)方法

有序思想是一種良好的思維品質(zhì)與思維方式，它既可用于有序地存儲(chǔ)化學(xué)知識(shí)，又可以用于解決化學(xué)問題，高三學(xué)生養(yǎng)成有序思維習(xí)慣后，所掌握的知識(shí)將更系統(tǒng)條理，其分析和推理能力會(huì)增強(qiáng)，思維品質(zhì)會(huì)得到提高.培養(yǎng)學(xué)生的有序思維，可從以下幾方面著手.

1.教師授課示范化.

教師在培養(yǎng)學(xué)生有序思想時(shí)，首先要先認(rèn)識(shí)到自然科學(xué)的有序性，并在日常教學(xué)中要做到“備課時(shí)，備有序思想;講課時(shí)，教有序思想;反思時(shí)，思有序思想”.這樣教師課堂教學(xué)中，堅(jiān)持知識(shí)與思維的一體性，就可讓學(xué)生學(xué)有可循.

2.布置作業(yè)多樣化.

在化學(xué)能力結(jié)構(gòu)中，思維能力是其靈魂.化學(xué)教學(xué)要強(qiáng)化思維的訓(xùn)練，除了在課堂教學(xué)中堅(jiān)持知識(shí)與思維的一體性訓(xùn)練，還必須通過“作業(yè)”來引導(dǎo)學(xué)生開展有學(xué)科特色的、以課本知識(shí)為工具的思維活動(dòng)，使作業(yè)成為訓(xùn)練思維的體操.

不要以為高三的作業(yè)只是做題，它還可以布置這樣的作業(yè)：

①閱讀作業(yè)——新教材結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，提供了較多的“科學(xué)史話”和“科學(xué)視野”等閱讀材料，有利于開闊學(xué)生的知識(shí)面和培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.教師可充分利用這些教學(xué)資源，讓學(xué)生重新閱讀，整合信息，相互交流，可讓學(xué)生學(xué)著去發(fā)現(xiàn)“有序”.

②口頭表達(dá)作業(yè)——復(fù)述化學(xué)用語等識(shí)記內(nèi)容（常見元素符號(hào)、原子團(tuán)符號(hào)、化合價(jià)等），又如金屬活動(dòng)性順序表，元素周期律的記憶等.這樣學(xué)生就學(xué)會(huì)總結(jié)規(guī)律，學(xué)會(huì)有序巧記，可讓學(xué)生主動(dòng)去總結(jié)“有序”.

③書面作業(yè)——思維導(dǎo)圖的繪制，簡答題的書寫或繪制實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖等.這樣的訓(xùn)練，可讓學(xué)生主動(dòng)去應(yīng)用“有序”.