哲學“量變質變”規律與中學化學教學

王根運

摘要 量變引起質變，通過物質某些數量的變化認識物質性質的變化是化學教學難點突破的有效方法，是學生學會化學的有效方法，是培養學生循序漸進良好思維有效方法。

關鍵詞 量變質變規律 化學教學 中學教育

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

1 哲學中的“量變質變規律”

量變和質變是事物發展的兩種狀態。量變是一種逐漸的不顯著的變化，是事物數量上的增加或減少，而不是根本性質的變化；質變是根本性質的變化，是事物從一種質的形態向另一種質的形態的突變和飛躍。事物的運動變化，總是從量開始，量的增加或減少，在一定范圍內不會引起質的變化，但超過了一定范圍，將引起質的變化。量變引起質變，質變又可以引起新的量變，量變和質變的相互轉化是事物發展的普遍規律。量變是質變的準備，但絕不能代替質變。唯物辯證法的這個觀點在化學中體現得特別明顯。

2 量變與質變規律與學生思維發展

一切事物的變化發展，都是首先從量變開始的。沒有量變的積累就沒有質變的發生。量變是質變的前提和必要準備。事物的量變達到一定程度時，又必然會引起質變。質變是量變的必然結果。由量變到質變，是事物發展的普遍規律，是化學運動的基本形式。恩格斯曾經說過：“化學可以被稱為研究物體由于量的構成的變化而發生質變的科學。”在化學運動中，這種量變到質變的規律表現非常明顯，形式與內容也是多種多樣的。在中學化學教學中，量變引起質變的內容，一種是由于物質組成上的變化而引起的物質性質的變化。例如，氧和臭氧、一氧化碳和二氧化碳、二氧化硫和三氧化硫、有機化合物的同系物等。另一種是因物質結構形式在量上的改變，主要是指原子的結合或排列方式、空間取向等的改變引起質變。例如金剛石和石墨等。量變引起質變的例子在中學化學教學中的事例不勝枚舉，通過物質變化的教學，可以生動地揭示由量變到質變這一法則的普遍意義。

量變引起質變使學生通過數量變化的認識進而發現引起物質性質的變化，量變質變規律使問題的認識趨于簡單化。量變質變規律符合正向思維的特點，教師教學和學生學習中運用量變質變規律，無疑使學生的思維更加嚴謹。教學中通過量變引起質變這一哲學規律讓學生掌握學會學習的一種方法。

3 化學中的量變質變實例

3.1 物質吸收或放出的能量不同引起物質性質的變化

物理變化：冰在吸收熱量后逐漸轉化為液態水，進一步吸收熱量還可以轉變為水蒸氣，物質這三種狀態的轉變也反映了由能量變化到狀態變化的過程。化學變化：碳和氧化銅的混合物吸收能量生成銅和水發生質的變化。量變引起質變。

3.2 氧氣含量的量變引起燃燒的質變

空氣中氧氣的體積分數是21%，提高空氣中氧氣的含量可燃物的燃燒更旺。帶火星的木條在空氣中不能復燃而在氧氣中能復燃。鐵絲在空氣中不能燃燒而在純氧中可以燃燒。量變引起質變。氧氣不足碳燃燒生成一氧化碳，氧氣充足燃燒生成二氧化碳。氧氣量的增加引起生成物質的改變。

3.3 可燃性氣體達到爆炸極限燃燒引起爆炸

爆炸有的屬于物理變化，有的是化學變化。由化學變化引起的爆炸中很多物質涉及到爆炸極限，如甲烷，氫氣、一氧化碳等可燃性氣體與氧氣或空氣的混合氣體，當其中的成分達到一定量的比例就會達到爆炸極限而爆炸，從而引起質的飛躍。常常用于定向爆破，開山采礦、國防軍事等。另一方面，也需要控制量的變化使其不發生質的變化或者質的變化的量很小，把有害影響降到很低。如煤礦開采中，控制瓦斯的含量，采用通風換氣來避免發生不安全事故。

3.4 原子個數的變化引起物質的變化

過氧化氫和水同為氫氧兩種元素組成。每兩個氫原子和一個氧原子組成一個水分子，而每兩個氫原子和兩個氧原子組成一個過氧化氫分子。一個氧原子的變化使水成為過氧化氫。過氧化氫和水具有完全不同的化學性質。量變引起質變。

3.5 根據物質的微粒大小不同辨析概念溶液的教學中，正是物質的微粒直徑的大小這個量的不同，才形成了濁液（顆粒直徑的大）和溶液（微粒直徑的小），理解了這個量的不同，就很容易理解其表現的宏觀特征不同，就很容易認識溶液和濁液性質的異同。

納米材料和普通材料顆粒的大小不同，納米材料表現出普通材料所沒有的性質。量變引起質變。

3.6 合金中元素含量的量變導致合金的性質變化

鐵和碳可以形成合金。在鐵碳合金中，碳的含量不同，直接導致鐵碳合金的性質不同。當合金中碳的含量位于0.03%和2%之間時，此鐵碳合金就是鋼；當合金中碳的含量在2%和4.3%之間時，此鐵碳合金就是生鐵。鋼和生鐵的性質大不一樣。鋼的硬度很大，而且有很好的彈性，在工業上有著廣泛的應用。而生鐵的硬度大，性脆，只適宜鑄造。所以，煉鋼的關鍵就是要控制好碳及一些微量元素的含量。

3.7 元素周期表的發現證實了量變到質變

元素周期表中同周期元素原子隨著核電荷數的遞增，元素原子的最外層電子數由1遞增到7，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強，從而引起元素的金屬性、非金屬性呈現遞變性。當元素原子最外層的電子數增到8個時，元素的性質發生質變，同時引起電子層數增加的質變，開始新一周期元素結構與性質的遞變。同主族元素原子隨著電子層數的增加，這種量的變化也引起一系列性質的變化。

3.8 濃度變化引起質變

稀硫酸具有酸的一切通性，但當改變硫酸的濃度時，隨著硫酸濃度的改變，濃硫酸表現出和稀硫酸不同的性質。如濃硫酸具有強烈的吸水性、脫水性和氧化性。這些都是稀硫酸所沒有的。

在一個燒杯中放入理論上恰好能反應的含硫酸98g的濃硫酸和32g銅，實際不能生成80gCuSO4。這是因為在整個反應過程中，隨著反應的進行，硫酸的濃度逐漸降低，“濃度”這種量的改變引起了質變，濃硫酸變成了稀硫酸，稀硫酸不能與銅反應，實際生成CuSO4少于80g。

3.9 反應物的量變導致產物的質變

把二氧化碳通入澄清石灰水中，開始時石灰水變渾；若繼續通入過量的二氧化碳，則渾濁又變澄清。二氧化碳相對于石灰水的量變，直接導致產物的質變。反應為：CO2 + Ca（OH）2 = CaCO3↓ + H2O；CaCO3 + CO2 + H2O = Ca（HCO3）2

3.10 酸堿性的量變導致反應程度的質變

將含HCl和NaOH的溶液混合可發生如下反應：HCl + NaOH = NaCl + H2O，若反應是完全的。由于是強酸和強堿反應，溶液呈中性。若把HCl改為CH3COOH，則由于CH3COOH是弱酸，即使反應完全，溶液呈堿性。若把NaOH改為Al（OH）3，由于Al（OH）3是弱堿，即使反應完全，溶液呈酸性。

將含HCl和NaOH的溶液混合反應完全。溶液呈中性。若增加鹽酸的量，因鹽酸過量，溶液呈酸性。若增加氫氧化鈉的量，因氫氧化鈉過量，溶液呈堿性。

哲學源自自然科學，其規律又用于指導自然科學的學習和研究。中學化學教材中蘊涵很多哲學原理，有時體現明顯，有時比較隱蔽。教師必須堅持用辯證唯物主義的立場、觀點和方法去分析處理教材，并以辯證唯物主義的觀點和方法為指導，通過化學教學向學生進行哲學思想的滲透和教育。量變質變規律只是其中之一。

參考文獻

[1] 李秀林，王于，李淮春.辯證唯物主義和歷史唯物主義原理（第三版）[M].北京：中國人民大學出版社，2001.

[2] 王文閣.利用辯證法思想，提高化學課堂教學質量[J].中學化學教學參考，2009（5）.