基于“化歸”思想的高中化學審題能力訓練例析

沈雪

摘 要：“化歸”是數(shù)學中的一種思想方法，是指通過某種轉(zhuǎn)化將難以解決的或待解決的問題，歸結(jié)為某一類比較容易解決或已經(jīng)解決的問題進行求解.在化學題目中，往往給出的信息量比較大，巧用“化歸”思想來審題，能更好揭示已知和未知之間的聯(lián)系，達到簡化解題過程的目的，對于學生化學解題能力的提升具有十分重要的意義.

關(guān)鍵詞：審題能力;“化歸”思想;高中化學

中圖分類號：G632文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2021）04-0097-02

審題是正確解題的關(guān)鍵和前提，歷年高考實踐證明，在考試中因?qū)忣}不當而導致十分的學生屢見不鮮.化學學科以“理科中的文科”著稱，其知識點冗繁，且題目中含有大量的信息，學生只有剔除其中的多余信息，弄清楚問題的本質(zhì)，才能尋找到問題解決的正確思路.利用高中生數(shù)學學科中已有的“化歸”思想方法進行有效遷移，可以達到“化繁為簡、化難為易”的目的，有利于突破學生的審題障礙.

一、巧用“化歸”思想，促使復雜問題簡單化

復雜問題簡單是化學問題分析中最普遍的一種思想方法.而“簡單化”正是化歸思想的首要原則，將一個難以直接解決的復雜問題，通過深入觀察與研究，轉(zhuǎn)化為簡單的問題迅速進行求解.在高中化學審題過程中，如果有了回歸思想，就能更深層次的揭示知識的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學生發(fā)現(xiàn)真實的問題，從中提煉出有用的信息，為順利解題做好鋪墊.

例1 已知在乙酸、丙酸和甲醛的混合物中，氧元素的質(zhì)量分數(shù)為48%，求碳元素的質(zhì)量分數(shù).

分析 由于混合物中的三種物質(zhì)：乙酸（C2H4O2）、丙酸（C3H6O2）和甲醛（CH2O）都含有C、H、O三種元素，但已知條件中只給出了氧元素的質(zhì)量分數(shù)為48%，那么要想求得碳元素的質(zhì)量分數(shù)，就必須求氫元素的質(zhì)量分數(shù)，如何進行計算呢？很多學生在分析到這一步時就戛然而止了，好像缺少條件無法計算.但此時，若能巧用的運用“化歸”思想，解題障礙就能得到快速攻破了.可以將三種物質(zhì)的化學式進行巧妙的轉(zhuǎn)化可得到：C2H4O2→

（CH2）2·O2;C3H6O2→（CH2）3·O2;CH2O→CH2·O，通過觀察，發(fā)現(xiàn)這三種物質(zhì)的化學式可用一個通式來表示：（CH2）m·On，所以這樣三種物質(zhì)的混合物就可以看作是氧元素和（CH2）原子團的組合，氧元素的質(zhì)量分數(shù)為48%，可得：（CH2）原子團的質(zhì)量分數(shù)為52%，然后根據(jù)原子團中C和H元素的比例，C的質(zhì)量分數(shù)為44.75%，此時，題目就能得到順利求解.

二、巧用“化歸”思想，促使未知問題已知化

化歸思想是數(shù)學思想的重要組成部分，是幫助學生從未知領(lǐng)域向已知領(lǐng)域轉(zhuǎn)化的重要手段，便于學生從中找到知識之間的本質(zhì)聯(lián)系，從而尋找到有效解決新問題的一種方法.任何新知，都是經(jīng)過舊知的不斷轉(zhuǎn)化和發(fā)展而形成.化學解題中審題過程中，巧妙利用“化歸”，可以實現(xiàn)化學知識從某一形式向另一種形式轉(zhuǎn)變，從而將陌生、未知的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的、已知的問題，讓學生利用已有知識和方法進行求解，促使其提高解題效率.

例2 已知在一個一定容積、一定溫度的密封容器一中，分別通入2mol SO2和1mol O2，發(fā)生化學反應：2SO2+O22SO3，當反應到程度時，反應混合物處于化學平衡狀態(tài).假設(shè)在相同條件下的容器二中，通入初始量分別為amol、bmol、cmol的SO2、O2和SO3，其中，a，b，c互不相等，試問當a，b，c之間滿足什么條件時，能夠保證在化學平衡狀態(tài)時三種氣體的百分含量與容器一種的平衡完全相同？請用兩個方程式表示，其中一個只含有b和c，另一個只含有a和c.

分析 這是一道有關(guān)化學平衡反應的題目.很多學生在遇到這類題目時，往往會感到比較茫然，甚至無從下手.通過審題，可以發(fā)現(xiàn)由于形成百分含量對應相等的化學平衡狀態(tài)時三種物質(zhì)起始狀態(tài)之間應該滿足的條件的是未知的，所以無法直接通過列化學方程式進行求解.

“萬變不離其宗.”只有抓住了其中的化學本質(zhì)，學生也就找到了解題思路.此時，采用“化歸”思想，將這種未知的關(guān)系變成已知關(guān)系，解題就變得簡單了.經(jīng)過認真審題，由于在反應前，氣體分子數(shù)是不相等的，要讓同一反應兩個平衡動態(tài)下的混合物氣體百分含量彼此對應相等，該反應又是可逆反應，所以，就必須在平衡狀態(tài)下氣體的濃度也對應相等.由于兩個密閉容器的體積相等，這樣，在平衡狀態(tài)下混合物氣體的物質(zhì)的量是對應相等.根據(jù)物質(zhì)量的守恒定律，2mol SO2、1mol O2中的S、O元素的物質(zhì)的量，必定與amol、bmol、cmol的SO2、O2和SO3中的S、O元素的物質(zhì)的量相等，這樣通過層層分析和轉(zhuǎn)化，就將一個未知的化學平衡關(guān)系，轉(zhuǎn)化為題目中已知元素物質(zhì)的量的關(guān)系，此時學生根據(jù)手燈定律，就能輕易的列出a，b，c的關(guān)系，根據(jù)題意，列出兩個方程式，由硫元素相等，可得：a+c=2（1）;由氧元素相等，可得：2a+2b+3c=6（2），將式（1）代入式（2） 可得：2b+c=2.從上述過程可以清晰地看到一個“未知問題”是如何被逐步化歸為“已知問題”的，在從條件到結(jié)論、從未知到已知的轉(zhuǎn)化過程中，“聯(lián)想”發(fā)揮了極大的作用.

三、巧用“化歸”思想，促使抽象問題具體化

相比于初中化學，高中化學不再局限于簡單的方程式分析，而需要從復雜的數(shù)量關(guān)系中抓住化學的本質(zhì)，才能順利的解題.在審題過程中，借助數(shù)形結(jié)合思想，根據(jù)題目中的“數(shù)”和“形”的關(guān)系，將“數(shù)”的問題轉(zhuǎn)化為“形”進行觀察或?qū)ⅰ靶巍鞭D(zhuǎn)化“數(shù)”進行思考，能夠幫助學生輕松的挖掘出題目中的化學原理，將抽象的知識直觀化、具體化.以形解數(shù)、以數(shù)賦形的轉(zhuǎn)化思想常常用于解決化學問題，使得題目解答更加便捷.

例3 將一定濃度的NaOH溶液滴入1L HCl酸化的AlCl3溶液，當加入a mL時，AlCl3溶液出現(xiàn)沉淀，當加入

b mL和c mL（c>b>a）出現(xiàn)沉淀一樣多，當加入多少毫升NaOH溶液時能出現(xiàn)最大量沉淀？

分析 對于這道習題，常規(guī)的解法是寫出化學方程式后，根據(jù)物質(zhì)量的濃度來計算最大量沉淀.由于題目中給出的條件數(shù)據(jù)是參數(shù)，比較抽象化.在教學實踐中發(fā)現(xiàn)大部分學生對此類問題求解存在困難.如果運用數(shù)學中“化歸”的思想，將題目中“數(shù)”的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為“形”進行觀察，則可簡便求解.因此，在審題時，在理清題中的數(shù)量關(guān)系后，引導學生畫出沉淀質(zhì)量與加入NaOH溶液體積之間的關(guān)系圖，如圖1所示.

圖1

其中，A點表示加入a mL NaOH溶液剛出現(xiàn)沉淀，M點和N點分別表示加入b mL和c mL NaOH溶液時對應的沉淀量.此時，OA=a，OD=b，OF=c.要求出現(xiàn)沉淀質(zhì)量最大時NaOH溶液的用量，C點對應的橫坐標，即OE.根據(jù)數(shù)學中的平面幾何關(guān)系，DF=MN=c-b.

由于NaOH溶液滴入1 L HCl酸化的AlCl3溶液時，先與HCl發(fā)生反應NaOH+HCl

NaCl+H2O，沒有沉淀，然后再是NaOH和AlCl3發(fā)生反應，3NaOH+AlCl3Al（OH）3↓+3NaCl，產(chǎn)生沉淀，繼續(xù)滴入，NaOH與Al（OH）3發(fā)生反應，沉淀溶解.所以，全部生成沉淀與全部溶解所需NaOH溶液體積為3∶1，反映到圖像上是DE=3EF=34c-b，所以O(shè)E=OD+DE=b+34c-b=

143c+b，由此可得，當加入NaOH溶液為143c+bmL時，產(chǎn)生最大量沉淀.這樣，借助圖形的直觀形，理清了題目中的數(shù)量關(guān)系，利用幾何關(guān)系，讓解題變得更加簡便.

總之，學科間的相互滲透是當代課程教學的主流趨勢，化歸思想作為數(shù)學中的一種重要思想方法，在化學審題中的有效運用，可使學生觸類旁通，從而達到化繁為簡、化生為熟、化難為易、化隱為顯的目的，使得題目求解難度降低，這對于提高學生解題效率具有重要意義.

參考文獻：

[1]朱建華.提高高中化學解題能力的策略研究[D].延邊：延邊大學，2016.

[2]王金海.高中化學解題中填空題的解題對策[J].中學生數(shù)理化（學習研究），2017（1）：27.

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