高中化學(xué)解題中數(shù)形結(jié)合的運用

杜雪艷

(安徽省太和縣太和一中 安徽 阜陽 236600)

在化學(xué)解題中,部分學(xué)生存在解題困難的情況.解題方法運用不準確,使學(xué)生出現(xiàn)解題錯誤,影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與自信心.因此,作為高中化學(xué)教師,需要有效利用數(shù)形結(jié)合思想,使抽象問題變得簡單、形象,拓展化學(xué)解題思路,優(yōu)化化學(xué)解題方式,提高學(xué)生化學(xué)解題能力.

1 借助數(shù)形結(jié)合思想,明確化學(xué)反應(yīng)原理

在高中化學(xué)教學(xué)中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生分析元素的化學(xué)意義,結(jié)合相應(yīng)的圖片分析,尋找問題的解題關(guān)鍵,加深對化學(xué)反應(yīng)原理的理解.將數(shù)形結(jié)合思想引入高中化學(xué)教學(xué)中,擴展學(xué)生解題思維,引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)反應(yīng)原理,提高化學(xué)解題效率[1].

圖1 氯氣與混合溶液反應(yīng)的物質(zhì)的量變化圖

A.還原性I->Fe2+>Br-

B.在原混合溶液中,FeBr2的物質(zhì)的量是6 mol

D.在原溶液中,n(Fe2+)∶n(I-)∶n(Br-)=2∶1∶3

2 利用數(shù)形結(jié)合,分析解題條件

教師可以利用坐標系圖形,通過橫坐標與縱坐標的展示,讓學(xué)生直觀了解化學(xué)題目條件,通過數(shù)與形的綜合分析,讓學(xué)生快速、準確解決化學(xué)平衡問題.在實際的解題中,引入數(shù)形結(jié)合方法,將問題更加直觀地展示,清晰了解題目條件,構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,清晰理解其中的化學(xué)反應(yīng)原理,掌握化學(xué)平衡的條件,有效解答化學(xué)題目[2].

圖2 化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)過程曲線圖

A.t0-t1B.t2-t3

C.t3-t4D.t5-t6

解析通過對圖1進行分析,可以直觀看到化學(xué)反應(yīng)達到平衡狀態(tài),但化學(xué)反應(yīng)依舊進行.此時的化學(xué)反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相同的平衡反應(yīng),在t1-t2時間段,屬于逆向反應(yīng),氨不斷消耗.t2-t4時間段,平衡不移動,氨的質(zhì)量分數(shù)與t1-t2的時間段相等,t4-t5時間段內(nèi),屬于逆向反應(yīng),氨在不斷消耗,氨的質(zhì)量分數(shù)比t1-t2時間段要小,因此,氨質(zhì)量分數(shù)最小的時間段是t5-t6,所以正確的答案是D.

3 利用數(shù)形結(jié)合,明確解題思路

在高中化學(xué)解題中,教師需要利用數(shù)形結(jié)合思想,將抽象情景形象化展示,幫助學(xué)生分析題目意思,根據(jù)題目已知條件,明確解題思路,有效解答化學(xué)問題.

例3向KOH和Ca(OH)2組成的混合溶液中通入足量的二氧化碳氣體,圖3所列產(chǎn)生沉淀與通入的二氧化碳體積之間的關(guān)系是( ).

圖3 產(chǎn)生沉淀與CO2體積關(guān)系

4 利用數(shù)形結(jié)合,簡化化學(xué)題目

在高中化學(xué)解題中,教師需要引導(dǎo)學(xué)生克服畏懼心理,利用數(shù)形結(jié)合思想方法,將復(fù)雜題目轉(zhuǎn)化為簡單題目,消除學(xué)生的畏懼心理,促使學(xué)生主動思考解題,提高學(xué)生化學(xué)解題能力[3].

例4肼(H2NNH2)是一種高能燃料,其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖4所示.已知斷裂1 mol化學(xué)鍵需要的能量(kJ):N≡N為942,O=O為500,N—N為154,求解斷裂1 mol N—H鍵需要的能量(kJ).

圖4 高能燃料化學(xué)反應(yīng)能量變化圖

解析本題考查的是化學(xué)反應(yīng)與能力變化,掌握ΔH=斷鍵吸收的總能量-成鍵放出的總能量,所以斷鍵吸收的總能量=成鍵放出的總能量+ΔH,根據(jù)題目中的已知條件,進行題目的計算.設(shè)斷裂1 mol N—H鍵需要的能量是x,根據(jù)圖4可以得出,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,因此反應(yīng)物斷鍵吸收的能量是2 752 kJ-534 kJ=2 218 J,所以,4x+154 kJ+500 kJ=2 218 kJ,求解得出x=3 913 kJ.

5 利用數(shù)形結(jié)合,梳理化學(xué)題目

在高中化學(xué)解題中,一些題目從表面上看較為凌亂,難以找到解題突破點.但是,在凌亂的條件中,數(shù)量關(guān)系與結(jié)構(gòu)隱藏其中,因此,在解題中,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)生對凌亂的條件進行梳理,將其清晰地展示出來,逐層剝絲抽繭,明確題目中的數(shù)量關(guān)系,明確解題思路,完成化學(xué)試題解答.

圖5 化學(xué)反應(yīng)能量變化圖

(1)在第一步中,化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?寫出相應(yīng)的依據(jù).