數(shù)形結(jié)合在高中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：數(shù)形結(jié)合是一種重要的思想，用于解題中可大大簡化步驟，提高解題效率.為提高學(xué)生應(yīng)用數(shù)形結(jié)合解題的意識(shí)，掌握相關(guān)的應(yīng)用技巧，高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)圍繞具體的例題為學(xué)生講解數(shù)形結(jié)合的具體應(yīng)用，使其把握應(yīng)用數(shù)形結(jié)合解題的相關(guān)細(xì)節(jié)，促進(jìn)應(yīng)用水平更好的提升.

關(guān)鍵詞：教學(xué);數(shù)形結(jié)合;應(yīng)用;高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????? 文章編號(hào)：1008-0333（2021）12-0088-02

收稿日期：2021-01-25

作者簡介：楊春輝（1984.2-），女，江蘇省連云港人，中學(xué)中級(jí)教師，從事初中化學(xué)教學(xué)研究.

眾所周知，圖形可將抽象的過程、參數(shù)直觀的展現(xiàn)出來，可涵蓋很多信息，能很好的考查學(xué)生的綜合能力.高中化學(xué)涉及很多的圖形，尤其一些化學(xué)反應(yīng)圖像，是高考的常考知識(shí)點(diǎn).為使學(xué)生在考試中取得理想成績，教學(xué)中應(yīng)注重?cái)?shù)形結(jié)合的應(yīng)用講解，使其掌握這一重要的解題技巧.

一、提高數(shù)形結(jié)合應(yīng)用意識(shí)結(jié)合所講化學(xué)知識(shí)，注重優(yōu)選經(jīng)典的例題，在課堂上為學(xué)生深入的剖析，傳授數(shù)形結(jié)合應(yīng)用技巧，使其感受數(shù)形結(jié)合在解題中的便利，提升數(shù)形結(jié)合應(yīng)用意識(shí).

例1 將一定量的CO2通入到100mL NaOH溶液中，充分反應(yīng)后向溶液中逐滴加入0.2mol·L-1的鹽酸，產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間的關(guān)系如圖1所示，則（? ）.

A.原NaOH溶液的濃度為0.1mol·L-1

B.通入CO2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）為448 mL

C.所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n（NaOH）∶n（Na2CO3）=1∶3

D.所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）=2∶1

由圖可知鹽酸加入到25 mL才開始有氣體產(chǎn)生，兩個(gè)過程消耗鹽酸的體積為1∶3，則對應(yīng)溶質(zhì)中物質(zhì)的量之比為n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）=2∶1，D項(xiàng)正確.由Na原子守恒可知，NaOH溶液的濃度為0.1 L×0.2 mol·L-1/0.1 L=0.1 mol·L-1 ，A錯(cuò).由碳原子守恒可知CO2物質(zhì)的量為0.075L×00.2 mol·L-1=0.015 mol，對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為336 mL，B錯(cuò)誤.

二、做好數(shù)形結(jié)合應(yīng)用點(diǎn)撥為提高學(xué)生數(shù)形結(jié)合應(yīng)用水平，教學(xué)中應(yīng)注重給予學(xué)生應(yīng)用點(diǎn)撥，使其認(rèn)真觀察圖形，分析各階段發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)圖形中的參數(shù)找到反應(yīng)中相關(guān)物質(zhì)的變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)快速解題.

例2 將NaOH溶液不斷的加入到AlCl3與MgSO4混合溶液中，得到沉淀的量與加入NaOH溶液體積如圖2所示，則原溶液中Cl-與SO2-4物質(zhì)的量之比為（? ）.

A.1∶3?? B.2∶3?? C.6∶1?? D.3∶1

滴加NaOH溶液先有Al（OH）3與Mg（OH）2沉淀生成.隨著NaOH溶液的繼續(xù)滴加Al（OH）3溶解，溶液中只剩Mg（OH）2沉淀.其中AB段為Al（OH）3溶解所需的NaOH為0.1 L，根據(jù)NaOH～Al（OH）3～NaAlO2，可知生成Al（OH）3消耗的NaOH0.3L，則生成Mg（OH）2沉淀消耗NaOH 0.1 L，則原溶液中n（AlCl3）∶n（MgSO4）=2∶1，則Cl-與SO2-4物質(zhì)的量之比為6∶1，正確選項(xiàng)為C.

三、注重?cái)?shù)形結(jié)合應(yīng)用訓(xùn)練為提高學(xué)生數(shù)形結(jié)合應(yīng)用水平，應(yīng)注重圍繞學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)相關(guān)的問題情境，對學(xué)生進(jìn)行針對性的運(yùn)用訓(xùn)練，實(shí)際在訓(xùn)練中積累數(shù)形結(jié)合應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，使其在以后的解題中少走彎路.

例3 常溫下將CO2持續(xù)通入到1L pH=10的NaOH溶液中，通入CO2的體積（V）與溶液中水電離出的c（OH-）的關(guān)系如圖3所示，下列說法錯(cuò)誤的是（? ）.

A.d點(diǎn)溶液中：c（Na+）=2c（CO2-3）+c（HCO-3）

B.c點(diǎn)溶液中：c（Na+）>c（CO2-3）>c（HCO-3）

C.b點(diǎn)溶液中：c（H+）=1×10-7mol·L-1

D.a點(diǎn)溶液中：水電離出的c（H+）=1×10-10mol·L-1

由圖可知在d點(diǎn)溶液呈中性，即c（H+）=c（OH-），由電荷守恒可知，A正確.當(dāng)水電離出的OH-離子濃度最大時(shí)，表明溶液為Na2CO3溶液，其促進(jìn)水的電離，因此，B項(xiàng)正確.b點(diǎn)的溶液為堿性溶液，其抑制水的電離，因此，c（H+）<1×10-7mol·L-1，錯(cuò)誤.水電離的氫離子與氫氧根離子濃度相等，在pH=10的NaOH溶液中，c（H+）=1×10-10mol·L-1，H+來源于水的電離，因此，D正確.

四、重視數(shù)形結(jié)合應(yīng)用拓展為拓展學(xué)生的視野，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)形結(jié)合解答化學(xué)問題的靈活性，應(yīng)組織學(xué)生開展應(yīng)用拓展活動(dòng)，給其解題思維帶來良好的啟發(fā)，尤其在拓展中鼓勵(lì)其相互交流經(jīng)驗(yàn)，相互借鑒解題技巧，促進(jìn)其應(yīng)用水平的進(jìn)一步提升.

例4 向一體積不變的密閉容器中加入2mol A，0.6mol C與一定量的B三種氣體.一定條件下發(fā)生反應(yīng)各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖4，圖5為t2時(shí)刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且四個(gè)階段都各改變一種不同的條件，已知t3-t4階段使用催化劑，圖4中t0～t1階段未畫出.下列說法錯(cuò)誤的是（? ）.

A.在溫度下的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2A（g）+B（g）2C（g）

B.t4～t5階段改變的條件為減小壓強(qiáng)

C.B的起始物質(zhì)的量為1.0mol

D.在相同條件下，若起始時(shí)容器中加入amol A，bmol B與cmol C，要達(dá)到t1時(shí)刻同樣的平衡，a、b、c要滿足的條件為a+2c/3=2.4、b+c/3=1.2

觀察圖5中t3～t4、t4～t5平衡未發(fā)生移動(dòng)，表明改變的條件只能是壓強(qiáng)或者催化劑，因此可知該反應(yīng)為等體積變化的反應(yīng).在結(jié)合圖4變化的物質(zhì)的量可知，發(fā)生的反應(yīng)為2A（g）+B（g）3C（g），A錯(cuò)誤.t3～t4平衡較原來平衡速度加快，而t4～t5速率變慢，結(jié)合已知條件可知B項(xiàng)正確.根據(jù)圖4中的數(shù)據(jù)可知容器體積為2 L，不難算出B的起始物質(zhì)的量為1.0mol，C項(xiàng)正確.D項(xiàng)為等效平衡，正確.

高中化學(xué)教學(xué)中應(yīng)認(rèn)識(shí)到數(shù)形結(jié)合在解題中的重要地位，積極圍繞學(xué)生所學(xué)內(nèi)容，為其講解經(jīng)典的例題，并給予應(yīng)用時(shí)的點(diǎn)撥.同時(shí)，做好做好日常以及拓展訓(xùn)練，使其不斷積累實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，扎實(shí)掌握這一重要解題技巧.

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[責(zé)任編輯：季春陽]