如何讓學生理論聯系實際

【摘 要】本文從化學平衡和汽水制作、酯化反應和涂料成膜過程著手，分析理論和化工實際之間的必然聯系，旨在通過化學理論知識運用于實際生活中的實例，讓學生了解和喜歡化學，促進化學學科的教學發展。

【關鍵詞】化學平衡 酯化反應 理論聯系實際 發展

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）18-0053-02

當今社會，學生所學知識和生活實際的脫離越來越嚴重，學生認為課本知識到社會中去不能得以運用，感覺學無所用。化學教學面臨的一個問題是課堂教學乏味，不夠生動。

作為老師，除了調動學生學習積極性以外，還要對學生學習興趣進行激發。怎樣成就一個美好的課堂，營造一個輕松學習的氛圍？是我們老師需要不斷思考和創新的問題。應以現代生活成果聯系課堂實際，幫助學生形成可持續發展的觀念，強化終身學習的意識，更好地體現化學課程的時代特色。

一 汽水與化學平衡

1.汽水中化學平衡的建立

一種市售汽水的配方是在1.00L水中溶解19.0g NaHCO3和25.0g檸檬酸。檸檬酸是一種弱酸，分子式為C6H8O7，化學名稱為2-羥基丙三羧酸，其結構有無水和一水兩種。其結構式如下圖：

檸檬酸可以與NaHCO3發生可逆反應，生成檸檬酸鈉、水和二氧化碳，建立化學平衡。平衡方程式為：3NaHCO3+C6H8O7 C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑。

2.汽水中化學平衡的移動

打開密封的瓶裝汽水的塞子，瓶中的壓強減低，形成二氧化碳氣泡而溢出，說明減小二氧化碳的壓強，平衡向增大其壓強方向移動（即化學平衡向生成二氧化碳的方向移動）。旋緊瓶塞，過一會，氣泡停止產生，建立了新的平衡。這很好地證明了勒夏特列原理（平衡移動原理），即化學平衡是動態平衡，如果改變影響平衡的一個因素，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動，以抗衡該改變。

二 涂料中的酯化反應

1.涂料中樹脂的種類

樹脂是涂料的主要成膜物質，是指一類半固態、固態或假固態的無定型的有機物質，一般是高分子有機物質，呈透明或半透明狀，它是無固定熔點的，但有轉化或融化范圍，并且在應力作用下有流動趨向，不導電，受熱變軟并逐漸融化，融化時呈黏稠狀，可溶于有機溶劑。如乙醇、乙醚等。

樹脂按照其結構單元的化學式與單體的分子式不同，可以分為酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、醇酸樹脂等類別。下面主要以醇酸樹脂在成膜過程中發生的酯化反應為例來說明涂料中發生酯化反應的過程。

2.醇酸樹脂成膜過程中的酯化反應

第一，醇酸樹脂的合成。縮聚反應是縮合聚合反應的簡稱，是縮合反應多次重復形成聚合物的過程。從高中知識中我們知道，酸和醇通過酯化反應能制造出相應的酯，如式（1）。

這個是個可逆反應，從反應系統中將生成的水移出去，則舊的平衡被打破，新的平衡重新建立，反應向右側移動并幾乎完全生成酯。現在使二元酸和二元醇反應，并將生成的水設法移出系統時，應當形成相應的高分子化合物。具有代表性的例子是合成纖維中滌綸的制造。一個對苯二甲酸分子和一個乙二醇分子的反應如式（2）所示。

設想有大量的對苯二甲酸分子和乙二醇分子參與聚合反應，由于生成物的兩端有羧基和羥基，臨近分子的羥基和羧基可以繼續參與反應而使分子變大，形成線性高分子。每一段反應必須脫掉一個水分子，將兩個或兩個以上有機分子相互作用后以共價鍵結合成一個大分子，并常伴有失去小分子（如水、氯化氫、醇等）的反應稱作縮合反應（Condensation），在一定的條件下，則可以由縮合反應的多次重復形成高分子物質。由縮合反應的多次重復形成高分子的合成反應稱作縮聚反應或逐步聚合反應，形成的分子結構可以表示為：

式（3）就是人們生活中常用到的材料——滌綸。而涂料用醇酸樹脂和滌綸中有相同的官能團（分子中還含有其他的雙鍵、支鏈或官能團），其聚合過程也是酯化反應的多次重復。根據不同的單體結構可以得到線性的或者體型聚合分子，即涂料工業常用的樹脂。

第二，醇酸樹脂固化劑——三聚體。涂料中的常用三聚體分為HDI和TDI兩種，以下是TDI三聚體合成過程。以一種堿金屬羧酸鹽K-1000作為甲苯二異氰酸酯（TDI）三聚反應的催化劑（以下用Cat表示）合成了以TDI三聚體為主要成分的多異氰酸酯固化劑。TDI在催化劑作用下發生自聚，生成TDI三聚體，理想反應方程式如（4）所示。

第三，醇酸樹脂和三聚體的酯化成膜。異氰酸酯與醇反應生成氨基甲酸酯，氨基甲酸酯還可以繼續和異氰酸酯反應生成脲基甲酸酯。反應如（5）所示。

醇酸樹脂中的—OH和三聚體中的—NCO產生交聯反應，形成網狀網絡結構大分子量的酯。正是由于這種網狀結構的形成，才使得涂料膜具有相當的硬度，因而具有一定的抗劃傷、抗打擊、抗腐蝕性，能夠保護我們的家具，美化我們的生活環境。

三 總結

第一，以課堂聯系實際生活，以實際生活促進教學，不僅可以生動課堂，而且有利于學生形成科學的自然觀和嚴謹求實的科學態度，更能深刻地認識科學、技術和社會之間的相互關系，樹立可持續發展的思想。第二，通過教學聯系現實生活的化學課堂，有利于學生從已有的經驗和將要經歷的社會生活實際出發，幫助學生認識化學與人類生活的密切關系，關注人類面臨的與化學相關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。

四 展望

化學是一門實用型的學科，與我們日常的生活是息息相關的。因此，我們在實施教學的過程中不能脫離實際，空談理論。教育改革以后，新課程確立了以科學素養為本、學生發展為主的教育目標，作為一線教師，我們應該大力推行理論與實踐相結合的學習方法，積極拓展化學知識在生活中的應用，激發學生學習化學科學的興趣，積極開展新課程理論的實踐探索。如此，定能成就一個更具有特色意義的美好課堂，營造一個能夠讓學生輕松學習的氛圍，促進化學學科教學的發展。

參考文獻

[1]耿耀宗編著.涂料樹脂化學及應用[M].北京：中國輕工業出版社，1993

[2]王文林、錢博.用飲料演示化學平衡的移動[J].化學教育，2005（12）：59～60

〔責任編輯：林勁〕