逆向思維在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

摘" 要：

隨著高中化學(xué)學(xué)習(xí)活動的逐步深入，化學(xué)試題的難度系數(shù)也在逐漸攀升.一些題目使用正向思維進行解答時難以找到解題思路，這時便可嘗試使用逆向思維進行分析.本文通過分析逆向思維在不同化學(xué)題目中的運用方式，總結(jié)了利用逆向思維開展解題活動的幾種常見技巧，以期能夠促進我國高中學(xué)生化學(xué)解題能力的提升.

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；解題技巧；逆向思維

中圖分類號：G632""" 文獻標識碼：A""" 文章編號：1008-0333（2024）22-0136-03

收稿日期：2024-05-05

作者簡介：傅鐵軍（1974.6—），男，甘肅省平?jīng)鋈耍究?，中學(xué)一級教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

高中化學(xué)作為一門重點建設(shè)學(xué)科，其蘊含著豐富的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生不僅需要掌握基本的化學(xué)理論知識，更是需要熟練運用所學(xué)知識解答化學(xué)題目.在解題過程中，學(xué)生應(yīng)當掌握思維的轉(zhuǎn)換模式，采用正向思維、逆向思維并用的方式分析題干信息.如果正向思維難以快速解出正確答案，那么就應(yīng)當從對立面進行思考，采用逆向思維進行解答.逆向解題能夠有效突破

解題時遇到的思維局限，對于解答難度較高的化學(xué)題目有很大的幫助［1］.

1" 逆向思維的基本概述

逆向思維是一種常見的解題方式，其又可被稱為“反向思維”，在解題過程中學(xué)生需要根據(jù)結(jié)論來推出前提條件，主要是對一些已成定論、司空見慣的觀點進行反向思考［2］.當學(xué)生在解答化學(xué)題目遇到障礙時，就需要從問題的對立面進行思考，敢于反其道而行之，有效擺脫傳統(tǒng)解題思路的束縛，不斷增強學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心.

2" 逆向思維在不同化學(xué)題目中的運用方式

2.1" 逆向思維在選擇題中的運用策略

選擇題是高中化學(xué)學(xué)科中比較常見的一種題型，主要特征為：正確答案已經(jīng)給出，學(xué)生只需要從四個選項中找出答案即可.因此，運用逆向思維解答化學(xué)選擇題就會具有極大的優(yōu)勢.如果學(xué)生難以通過正向思維快速找出正確選項，就可以將四個選項一一代入至題干當中，從而快速排除錯誤答案，找出與原題目相符的唯一選項［3］.

例1" 298 K時，將0.10 mol·L-1的鹽酸滴入20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中，隨著鹽酸的逐漸加入，溶液pH會發(fā)生變化，具體如圖1所示.已知最初氨水的電離度是1.32%，那么下列四個選項中正確的是（" ）.

圖1" pH與鹽酸加入體積的關(guān)系圖

A.可以選擇酚酞作為滴定過程的指示劑

B.圖1中M點鹽酸體積是20.0 mL

C.圖1中M點對應(yīng)的溶液存在以下關(guān)系：

c（OH-）=c（H+）=c（Cl-）=c（NH+4）

D.圖1中N點對應(yīng)的溶液pH值小于12

解析" 本題同樣需要利用逆向思維進行解答，依次將四個選項的信息代入至題目中，從而檢驗信息是否符合邏輯.

A項指出可以將酚酞作為滴定指示劑.當我們將稀鹽酸滴入氨水中時，能夠進行等物質(zhì)的量反應(yīng)，并產(chǎn)生NH4Cl，此時溶液為酸性.所以，我們需要選擇能夠在酸性溶液中變色的指示劑，根據(jù)所學(xué)知識酚酞在PH范圍8.2至10.0之間可以變色，因此不符合要求.

B項指出M點鹽酸體積是20.0 mL.假設(shè)這一觀點成立，那么在M點時剛好能夠反應(yīng)產(chǎn)生NH4Cl，此時溶液中的NH+4會進行水解從而導(dǎo)致溶液顯酸性，進而推出溶液pH值小于7.然而圖2中分明指出M點pH值等于7，因此B選項錯誤.

再看C項，由于M點pH值等于7，因此此時c（OH-）=c（H+）=1×10-7mol·L-1，再根據(jù)電荷守恒規(guī)律能夠得知c（Cl-）=c（NH+4）.但由于c（Cl-）與c（NH+4）約為0.05 mol·L-1.因此C選項也不成立.

D項指出N點對應(yīng)的溶液pH值小于12，雖然我們按照現(xiàn)有已知條件無法算出N點pH，但可以先假設(shè)其pH值等于12，此時c（OH-）是1×10-2mol·L-1，進而推導(dǎo)得出氨水的電離度是10%.題干中給出的電離度數(shù)值是1.32%，因此假設(shè)不成立，N點對應(yīng)的溶液pH值應(yīng)當小于12，因此D為正確選項.

2.2" 逆向思維在配平方程試題中的運用策略

配平化學(xué)方程式是一種較為常見的高中化學(xué)題型，同樣是新課標要求學(xué)生掌握的重要內(nèi)容.通過從生成物角度進行方程配平，可以大大簡化化學(xué)方程的整體配平過程，有效提升學(xué)生的解題速度［4］.

例2" 請大家將下列化學(xué)方程式配平：

H2O+CuSO4+P4=H2SO4+H3PO4+Cu3P

解析" 通過觀察上面這一化學(xué)方程式可以發(fā)現(xiàn)，其屬于較為典型的一個氧化還原方程.根據(jù)生成物與反應(yīng)物價態(tài)變化可以發(fā)現(xiàn)，CuSO4是整個反應(yīng)的氧化劑，P4在反應(yīng)中不僅作為還原物，還作為氧化物.一般情況下，我們需要根據(jù)原子數(shù)量以及化合物的價態(tài)變化來配平氧化還原反應(yīng)的方程式，如果從反應(yīng)物方向開始配平，那么我們需要拆分P4，這一操作較為困難；如果從生成物方向進行配平，我們就可根據(jù)化合物的價態(tài)變化來明確H3PO4以及Cu3P間的計量關(guān)系.

生成物價態(tài)經(jīng)歷如下變化：

P（+5）→P（0）、P（-3）→P（0）、Cu（+1）→Cu（+2）

假設(shè)H3PO4與Cu3P的化學(xué)計量數(shù)依次為y和x，按照氧化還原反應(yīng)中化學(xué)價的變化能夠列出如下關(guān)系式：5y=6x

據(jù)此我們能夠初步寫下方程式：

H2O+15CuSO4+114P4→H2SO4+6H3PO4+5Cu3P

再將計量數(shù)均轉(zhuǎn)變?yōu)檎麛?shù)，根據(jù)守恒規(guī)律將H2O和H2SO4配平，我們就能夠得到最終答案：

96H2O+60CuSO4+11P4→

24H2SO4+60H3PO4+20Cu3P

2.3" 逆向思維在探究有機合成路線試題中的運用策略

有機合成路線是高中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的一大重難點，要想正確解答這一類型題目，學(xué)生不僅需要掌握豐富的基礎(chǔ)知識，還需要具備敏銳的思維水平.對于涉及有機合成路線的綜合性化學(xué)題，如果學(xué)生一味地根據(jù)正向思維進行思考，就需要依照反應(yīng)物信息直接推導(dǎo)出合成產(chǎn)物的路線，這一環(huán)節(jié)往往會進行多次試錯，不僅會耗費大量解題時間，更會降低解題效率.因此，可采用逆向思維完成有機合成路線的探究試題，根據(jù)最終產(chǎn)物來反向推導(dǎo)合成路線，從而有效降低解題難度.

例3" 苯乙酸芐酯屬于花香型香料，圖2是其結(jié)構(gòu)簡式.請將苯甲醇當作起始原料，設(shè)計一條能夠合成苯乙酸芐酯的路線圖.

CH2COOCH2

圖2" 苯乙酸芐酯結(jié)構(gòu)簡式

解析" 這一題型屬于較為典型的有機合成路線題.已知起始原料為苯甲醇，合成物是苯乙酸芐酯，我們就可以根據(jù)合成物逆推起始原料.圖3向大家展示了合成物的結(jié)構(gòu)簡式，而我們根據(jù)所學(xué)內(nèi)容可知，最常用的合成酯類方法就是將酸醇脫水縮合，因此我們將苯乙酸芐酯從箭頭處斷開就能夠進一步推斷上游有機物為苯甲醇和苯乙酸.

CH2COOCH2

↑

圖3" 苯乙酸芐酯斷裂位置

再根據(jù)苯乙酸向上逆推，由于有機合成的起始原料為苯甲醇，我們就需要保障C基結(jié)構(gòu)一致，所以前兩步物質(zhì)分別為甲基苯氰和氯化芐.據(jù)此我們就得到了苯乙酸芐酯合成的具體路線，如圖4.

CH2OHHCl

CH2ClNaCN

CH2CN

H2SO4

CH2COOHC6H5CH2OH濃硫酸，△

CH2COOCH2

圖4" 苯乙酸芐酯合成路線

3" 利用逆向思維開展解題活動的幾種常見技巧

3.1" 利用逆向思維挖掘已知條件

已知條件是解答一道題目的核心，也是求得未知條件的關(guān)鍵.因此，在面對一些難度較高的化學(xué)題目時，學(xué)生就可以運用逆向思維來深度挖掘已知條件背后的內(nèi)涵，并將這些信息與之前課堂所學(xué)的知識點建立聯(lián)系，從而快速找出問題答案.

例4" 請大家判斷一下哪一種說法是正確的（" ）.

A.金屬陽離子沒有還原性，只有氧化性

B.離子化合物中可能存在共價鍵

C.在化合物中一種元素只能夠顯示一種化合價

D.共價化合物肯定不含有離子鍵

例題解析

A項中，如果學(xué)生想要快速判斷其說法是否正確，那么就應(yīng)當從逆向角度思考，是否存在一種金屬陽離子既有還原性又有氧化性.結(jié)合所學(xué)內(nèi)容我們可以發(fā)現(xiàn)有一種陽離子確實符合這一要求，那就是Fe2+，因此A選項錯誤.

C項同樣可采用逆向思維進行分析.在某一化合物中是否存在一種元素能夠顯示不止一種化合價呢？分析后很快能夠知道，NH4NO3中的氮元素不僅有+5化合價，也有+3化合價，因此C選項錯誤.

而在判斷B、D兩項時，我們運用正向思維就能夠快速推斷其正確性.

在解答類似題目時，學(xué)生需勾畫中每一選項內(nèi)的已知條件，并從逆向角度進行探究，根據(jù)推理來判斷選項是否正確，該方式能夠提高學(xué)生的化學(xué)解題速度以及解題正確率.

3.2" 利用逆向思維進行快速審題

在解答難度較高的化學(xué)題目時，最重要的一步就是審清題意，了解問題所在，只有這樣才可以理清頭緒，進而明晰解題方向.化學(xué)應(yīng)用題就屬于一類題干信息冗雜的題目，其對學(xué)生的審題能力提出了更高的要求.化學(xué)教師可以指導(dǎo)學(xué)生使用逆向思維來進行審題，具體為仔細閱讀問題，再根據(jù)問題詳細閱讀題干信息，從而快速掌握核心解題要素，有效提升解題效率.

4" 結(jié)束語

綜上所述，

在解答類似題目時，學(xué)生需要根據(jù)題干已知信息進行逆向?qū)忣}，并據(jù)此提出多種可能性假設(shè)，再依照題干內(nèi)容一一檢驗，最終得出正確答案.

參考文獻：

［1］

席云芳.基于UbD模式，用好高中化學(xué)滬科版新教材：以滬科版第1章“化學(xué)研究的天地”為例［J］.亞太教育，2022（19）：92-94.

［2］ 孫凌云.高中化學(xué)解題中逆向思維的應(yīng)用［J］.名師在線，2022（23）：67-69.

［3］ 朱宏.高中化學(xué)逆向教學(xué)設(shè)計研究：以“氯和氯的化合物”為例［J］.求知導(dǎo)刊，2022（17）：98-100.

［4］ 史永利.如何在高中化學(xué)解題中應(yīng)用逆向思維［J］.高考，2022（11）：147-149.

［責任編輯：季春陽］