摘 要: 高中化學試題因其靈活多變、題型眾多而成為學生學習的難點,本文從轉換思維的角度為學生提供一種解題技巧——“參照物”法,以簡化試題分析過程,從而對學生的學習方法的應用起到拋磚引玉的作用。
關鍵詞: 中學化學 參照系 解題技巧
“化學就是在變化中學。”化學老師普遍愛用這句“名言”來引導學生在應用知識解決問題時注重化學變化過程的分析,從而有效答題。然而,面對繁雜多變的試題,學生往往會出現開書了然、關書茫然的情況,特別是面對高中化學基本概念、基本理論的問題時,由于缺少總結和整理,不少學生面對試題心生畏懼,缺少解決問題的信心。
針對上述情況,在日常教學中教師要更多地注重引導學生去分析整理基礎知識和基本題型,提煉出解題的思路和技巧(基本方法),從而清除學習道路中的障礙。“參照系”法是面對化學題型的不斷衍變而提出的一種解題思路,是建立在學生已有知識的基礎上,選取學生熟悉的知識(參照系)進行對比分析,并在此基礎上分析解決問題,從而有效簡化解題過程。現就中學化學中出現的幾類常見題型提供“參照系”法例析如下。
一、有關強、弱電解質溶液的稀釋問題
例一:pH=2的鹽酸和醋酸,取等體積稀釋相同倍數后比較兩溶液pH值的大小關系。
此類強、弱電解質的稀釋問題,屬于學生熟悉的知識,學生普遍能結合弱電解質的電離平衡移動情況進行分析,得出醋酸稀釋后電離平衡正向移動,醋酸溶液中n(H)增加且大于鹽酸溶液中的n(H),在體積相等情況下,醋酸溶液的pH更小的結論。
變式:pH相同的氨水、氫氧化鈉和氫氧化鋇溶液,分別用蒸餾水稀釋到原來的X倍、Y倍、Z倍,稀釋后三種溶液的pH仍然相同,則X、Y、Z的關系是( )。
A.X=Y=Z B.X>Y=Z C.X<Y=Z D.X=Y<Z
解析:這道題其實是例一的變形。本題的解答首先可以選定一個熟悉的參照系——稀釋相同倍數時三種溶液的pH值關系是:氨水>氫氧化鈉=氫氧化鋇。要滿足本題要求,使三種溶液稀釋后的pH值相同,就必然需要在稀釋相同倍數的基礎上繼續加水稀釋氨水,從而得出答案為B。
二、有關化學平衡移動問題的分析
例二:在一密閉容器中,反應I(g)+H(g)?葑2HI(g)達到平衡,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,達到新平衡時,下列描述正確的是( )。
A.氣體顏色變淺,平衡向正反應方向移動了
B.HI的質量分數減少了
C.氣體顏色變淺,平衡不移動
D.HI的濃度變為原來的50%
解析:本題是化學平衡移動問題中最基本的題型,學生能根據等體積可逆反應在改變壓強時平衡不移動的規律進行解答,得出答案為CD。
變式:(2000全國高考)在一密閉容器中,反應aA(氣)?葑bB(氣)達平衡后,保持溫度不變,將容器體積增加一倍,當達到新的平衡時,B的濃度是原來的60%,則( )。
A.平衡向正反應方向移動了
B.物質A的轉化率減少了
C.物質B的質量分數增加了
D.a>b
解析:這類題目學生在解答時不清楚該反應體積變化特征,分析問題會有些盲目,要清晰分析只需巧設中間環節,找到一個熟悉的參照系——假設容器體積增加一倍時該平衡不移動,則此時B的濃度應為原來的50%。要滿足本題要求,達到原濃度的60%,則必須在假設狀態(參照系)的基礎上時使平衡正向移動,再根據平衡移動規律,非等體積變化反應在減壓時平衡向體積增大方向移動,從而得出答案為AC。
三、有關化學平衡問題中等效平衡問題的分析
例三:在一固定體積的密閉容器中加入2molA和1molB發生反應,2A(g)+B(g)?葑3C(g)+D(g),達到平衡時C的濃度為wmol?L,若維持容器的體積和溫度不變,按下列四種配比方案作為反應物,達平衡后,使C的濃度仍為wmol?L的配比是(?搖?搖?搖?搖)。
A.4molA+2molB
B.3molC+1molD+2molA+1molB
C.3molC+1molD+1molB
D.3molC+1molD
解析:本題是恒T、恒V條件下非等體積可逆反應的等效平衡問題,此類題目學生一般能夠按照極限轉換的思路把四種配比關系進行轉換,凡滿足與初始狀態配比一摸一樣的就滿足題意,從而得出答案D。
變式:(2007年四川卷)向某密閉容器中充入1molCO和2molH2O(g),發生反應:CO+HO(g)?葑CO+H。當反應達到平衡時,CO的體積分數為x。若維持容器的體積和溫度不變,起始物質按下列四種配比充入該容器中,達到平衡時CO的體積分數大于x的是( )。
A.0.5molCO+2molHO(g)+1molCO+1molH
B.1molCO+1molHO(g)+1molCO+1molH
C.0.5molCO+1.5molHO(g)+0.4molCO+0.4molH
D.0.5molCO+1.5molHO(g)+0.5molCO+0.5molH
解析:本題的變化來自于“達到平衡時CO的體積分數大于x”,要很好地解決這一變化,只要選準學生熟悉的參照系——“達到平衡時CO的體積分數等于x”——恒T、恒V條件下的等體積可逆反應按極限轉換,只需滿足與初始狀態配比比例相等就行。要滿足本題題意,則只需通過極限轉換,在滿足CO與HO(g)之比等于1:2的基礎上增加CO的物質的量,從而得出答案為B。
以上是我在日常教學中的幾點總結。應用上述方法教學后,絕大部分學生認為這樣解題思路清晰、方法易學,都產生了鉆研的興趣。面對上述類型問題,學生在平時作業和測試中均能做到做題快,準確度高。在此拋磚引玉,希望能對廣大高中理科學生的學習帶來幫助。