李國偉
化學計算是從“量”的方面來反映物質及其變化的規律,通過計算能加深有關概念的理解和對理論的認識,并能進一步掌握及運用有關元素化合物的知識,提高分析問題和解決問題的能力.下面就化學計算解題思維方式及高考Ⅰ、Ⅱ卷測試要點予以探討:
一、化學計算題的共同特點
(1)概念性強.準確地掌握概念,這是化學計算的基點.很多基本計算題就是概念題,很多綜合計算題,也是結合多項概念找出相關關系才采取計算手段的.在解題時,必須克服重視數學運算而輕視化學概念的錯誤認識和重視計算的技能技巧而輕視解題的化學思想的錯誤傾向.
(2)量化性強.化學計算的基礎是對相關化學知識的正確理解和應用,計算是工具和手段.要進行化學計算,必須弄清“質”與“量”的相互關系,從兩者的緊密結合上去進行分析和解答.“明確化學涵義”與“理解量的關系”兩者密不可分.
(3)方法性強.由于化學計算涉及化學與數學兩個方面,經常運用較多的化學基礎知識和數學知識;又因題目可能包容著隱含的關系式、關系量,思維性較強等原因,故化學計算題靈活程度較大,多數有一定難度.題目有些需要挖掘題示,弄清題意;有些需要分析推理、討論;有些需要巧設未知,信息轉換;因此解題時要注意優化解法.
(4)規范性強.規范是任何一門科學的重要準則,在很大程度上體現一個人的知識程度和科學素質.在解答計算題的過程中一定要注意對有效數字和國際單位制的要求.
二、解答化學計算題的一般思維程序和化學思想
一般可概括為“審、思、答、查”四個程序.
(1)審:一審粗知大概(粗讀題,知其大概內容),二審數字位排(有效數字是否要求),三審關鍵所在(抓關鍵,細分析題目).也就是說通過認真閱讀,挖掘題示信息,認真審題,明確條件和要求,弄清要解決的問題.有些關鍵題示往往成為解題的突破口.
(2)思:已知未知搭橋(找出已知、未知,建立聯系),概念由大化小(概念解剖,各個“擊破”),分析對比提高(對比概念內容確定方案).
(3)答:列方程解答(寫設、列方程、解方程),過程精簡準確(計算過程簡明、準確),清晰規范書寫(字跡清晰,書寫規范).
(4)查:解答符合題意(倒推重審,不走題),符號配平搞齊(方程式配平),量值單位切題(量、單位與要求相符).
在解題過程中,審題要周全,思考是關鍵,答題應規范,復查應全面.從某種意義上講,它也是一種能力,反映了解決化學問題的基本能力要求,所以我們有時稱“題示信息+基礎知識+邏輯思維+心理素質”為解題的能力公式.
化學思想:
守恒思想(質量守恒,電荷守恒,物料守恒,質子守恒,終態法,等)
平均思想(十字交叉法,平均值法,等)
辨證思想(極端假設法等)
三、以高考Ⅱ卷為基準的利用數學工具解決化學問題的化學計算思想方法訓練
近幾年高考化學試題Ⅱ卷中的化學計算試題,要求考生將題目中各種信息轉變成數學條件,邊計算邊討論足量、適量、過量、不過量等各種邊界條件,利用不等式、不定方程、幾何定理、數軸、圖像等數學工具,靈活機智地將化學問題抽象成為數學問題,或者是將隱含的信息變為數學的邊界條件,以解決化學問題.高考化學試題中計算題使用的數學思想主要有函數思想、分類討論思想、數形結合思想等.
1.函數思想:就是用運動、變化的觀點去分析和處理化學問題中定量與變量之間的相依關系,建立數學模型,解決化學問題.
2.分類討論思想:按照一定的標準把復雜、綜合的計算題分解成幾個部分或幾種情況,然后逐個解決.適用于連續、多步化學反應過程的計算,一般使用“特值-數軸”法.特值:按某個化學方程式恰好反應的比值確定.數軸:用變化的量或方程式中反應物的比值作為數軸的變量畫出數軸,將連續分步化學反應過程分解為某個范圍的特定反應過程,分段討論,作出完整的答案.
3.數形結合思想:就是將復雜或抽象的數量關系與直觀形象的圖形在方法上互相滲透,并在一定條件下互相轉化和補充的思想,以此開闊解題思路,增強解題的綜合性和靈活性,探索出一條合理而簡捷的解題途徑.
【小結】解題沒有一成不變的方法模式.但從解決化學問題的基本步驟看,考生應建立一定的基本思維模式.“題示信息十基礎知識十邏輯思維”就是這樣一種思維模式,它還反映了解題的基本能力要求,所以有人稱之為解題的“能力公式”.希望同學們建立解題的基本思維模式,深化基礎,活化思維,優化素質,跳起來摘取智慧的果實.聆聽并總結以下進行化學計算的基本步驟:
(1)認真審題,挖掘題示信息.
(2)靈活組合,運用基礎知識.
(3)充分思維,形成解題思路.