淺談化學思想方法的遷移在解題中的應用

王瑞俊

（江蘇省華羅庚中學 江蘇 金壇 213200）

作為全國第一批試點——江蘇省已于2005年秋在全省實施了高中新課程，到現在已經整整6年時間，已有三屆學生參加了新課程實施后的新高考。作為化學教師，對新課程實施前后新老教材特點的差異深有體會——老教材更強調化學知識體系的完整性和學生對“雙基”的學習；新教材則強調“從生活中學習化學”，強調化學課堂中學生的探索精神、探究能力的培養，更符合現代社會的“人才觀”。

高中化學新課程實施過程中，教師、學生特別是教師已經由“不適應”到“適應”，打破課堂舊有的“以教師教為中心”的理念，更新觀念，成為新課程中“學生學習的組織者和引導者”，還時間給學生，充分體現“學生的主體性”，發展學生的興趣、愛好。在新課程標準中給我們化學老師的時間并不多，除了完成新課教學任務外，幾乎沒有多少時間來進行習題訓練。怎樣提高學生的課堂聽課效率，怎樣提高習題訓練課的授課效率成為擺在化學教師面前的一項重要課題。

化學這門學科的特點本身就是以實驗為基礎的學科，特別是高中化學很多的理論是根據實驗得到的經驗規律，沒有數學、物理邏輯性強。這給初學化學的同學一種印象——化學知識比較瑣碎，不容易系統地概括和記憶。部分同學所以會出現孤立地看問題，不能做到靈活應用。我們可以通過以高中化學的主干理論如質量守恒定律、氧化還原反應得失電子守恒等等為線索跨模塊地進行復習來讓我們化學的知識體系更為緊密，使學生更容易掌握。除了把握主干理論進行復習以外，善于發現解決不同模塊問題方法的共同點，用同一化學思想方法解決不同問題也是提高習題訓練課的授課效率的好方法。下面通過應用高中經典化學思想方法的遷移解決實際問題的兩個例子，希望起到拋磚引玉的作用，打開大家智慧的“潘多拉盒子”。

例1：在如圖所示的容器中發生下列可逆反應xA＋yB?zC。達到平衡時，試填空：

（1）若A、B、C都是氣體，在減壓后平衡向逆反應方向移動，則x、y、z關系是______；

（2）若C是氣體，并且x＋y＝z，在加壓時化學平衡可發生移動，則平衡必定是向______方向移動；

該模型中以下兩個問題需要明確：對于反應 xA（g）＋yB(g)?zC(g)，其中甲→乙減壓過程可以采取哪些手段？答案是直接擴大容器體積或充入與反應無關的氣體。前者不難理解，后者則通過A、B、C三種氣體的總壓強減小來解釋。那甲→丙增壓過程可采取哪些手段？答案是壓縮容器體積或保持容器體積不變加入C氣體或保持容器體積不變成比例的加入A和B。后面兩種情況分兩步來理解，先將容器擴大一倍容器中的氣體的物質的量也擴大一倍后壓縮至原容器體積（等效平衡的思維方法）。該模型可以解決大部分氣體反應中的平衡移動問題。

能不能將該模型運用到其他非氣態的平衡體系中呢？答案是肯定的。如下圖所示容器裝有醋酸溶液，存在如下平衡CH3COOH?CH3COO－＋H＋，H2O?H++OH-，若在其中加水，平衡怎樣移動？根據平衡常數不變，不難理解兩個平衡都正移，醋酸和水電離度都增大。若將醋酸的電離平衡抽象成A（g）?B(g)＋C(g)，則加水稀釋不就是在氣體平衡體系中通過增加與反應無關的氣體擴大容器體積嗎？因此可以認為是氣體的減壓；但對水的電離平衡H2O?H++OH-則不能抽象成A（g）?B(g)＋C(g)，原因是溶液中主要存在的是水分子水的濃度為定值，加水稀釋對水的濃度影響不大，因此不能認為是增加反應物濃度對平衡產生的影響；可以抽象成A（l）?B(g)＋C(g)，然后減壓。 若在醋酸溶液中加入冰醋酸，醋酸的電離度怎樣變化？該問題可以抽象成對氣態平衡A（g）?B(g)＋C(g)，加壓，A的轉化率減小，即電離度減小。

例2：某溫度下，在某稀硫酸溶液中逐滴滴入NaOH溶液，DIS系統測出溶液c（H+）、c（OH-）在滴定過程中變化如圖。

求：（1）B點時溶液的pH；

（2）在圖中畫出中和滴定的理論終點；

（3）若升高溫度在坐標中畫出c（H+）、c（OH-）在滴定過程中變化關系圖。

這是一道關于中和滴定的圖像題，(1)根據滴定過程中水的離子常數Kw不變不難求出B點時c（H+）=1×10-8mol/L此時pH=8。(2)根據理論終點的定義當H++OH-=H2O正好完全反應c(H+)=c(OH-)時就是該反應的理論終點，即圖中曲線與函數y=x圖像的交點處。(3)升高溫度水的離子積常數Kw增大，因此應將該曲線沿函數y=x直線向右上方平移。

該圖像題能否建立數學模型？根據水的離子積常數Kw=c(H+)·c(OH-),只要溫度不變關系式變形得到c(H+)=Kw/c(OH-),即y=Kw/x,因此該函數圖像為雙曲線的一部分。所有的問題歸集為關于函數圖像的討論。能否將關于該模型的解題方法應用于其他化學試題呢？

例2變形：已知某BaCl2溶液與Na2SO4溶液進行滴定并測定滴定過程中c（Ba2+）、c（）并畫在坐標上。 求：

（1）B點溶液中c（Ba2+）；

（2）在10mL0．1mol／L的BaCl2溶液中滴入10.2mL 0.1mol／L 的Na2SO4溶液時在該圖中標出該點；

（3）當BaCl2和Na2SO4恰好完全反應,若升高溫度在該坐標中畫出可能的位置。

無需分析，大家一看便知由于BaSO4的溶度積Ksp=c（Ba2+）·c（）與水的離子積常數表達式相似且升高溫度兩常數都增大。因此圖像問題函數化，將化學問題轉變為數學問題，對于同學們擴大視野，選擇更好的解題方法大有裨益。

新教材中相似模型還有很多，有待于有心人去發現和歸納。在新課程背景下，找出不同問題的相同模型、熟悉解決相關模型的化學思想方法是解決課時緊張和提高學生能力這對矛盾的一種方法，能起到事半功倍的效果，關鍵是善于觀察問題的本質，養成這種思維習慣。