建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

山西省陽泉市第三中學(xué)校(045000)

王榮澤●

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建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用

山西省陽泉市第三中學(xué)校(045000)

王榮澤●

在解答高中化學(xué)題目的過程中，其所運(yùn)用到的思想眾多.文章圍繞建模思想相關(guān)內(nèi)容展開，通過例題講解形式來探索建模思想在高中化學(xué)解題中的具體應(yīng)用，以幫助學(xué)生更好的對高中相關(guān)化學(xué)題目進(jìn)行解答.

建模思想；高中化學(xué)解題；應(yīng)用

建模思想在高中化學(xué)解題中運(yùn)用得比較普遍，這在高中化學(xué)解題過程中既是一種普遍的思想，又是一種相當(dāng)重要的方法.建模思想，顧名思義，就是采用模型建立的方式，對化學(xué)題目中的重要信息進(jìn)行提煉，并結(jié)合相關(guān)的數(shù)學(xué)建模知識對這些重要的信息進(jìn)行新的模型建立，以此來解決回答相應(yīng)的問題.建模思想具有其他解題方式無可比擬的優(yōu)勢，高中化學(xué)學(xué)習(xí)者都應(yīng)該要掌握此思想方法.

一、高中化學(xué)解題中所運(yùn)用到的建模思想介紹

建模思想在高中化學(xué)解題中的重要性不言而喻，其常見的解題思路模型有逐項(xiàng)分析法、化學(xué)方程式模型、守恒法、情境創(chuàng)設(shè)法、差量法以及極值法等.其中，逐項(xiàng)分析法主要是應(yīng)用于做化學(xué)選擇題，相關(guān)題目主要考察的是概念、基本理論、化學(xué)方程式以及反應(yīng)原理等基礎(chǔ)性內(nèi)容.化學(xué)方程式模型建立的基礎(chǔ)是化學(xué)中的各項(xiàng)反應(yīng)都是有跡可循的，是有規(guī)律的，化學(xué)方程式表達(dá)的是化學(xué)物質(zhì)在反應(yīng)前后之間的關(guān)系，并且初始物質(zhì)與反應(yīng)之后的物質(zhì)其在數(shù)量上始終一致.根據(jù)這一模型，就可以對相關(guān)的化學(xué)試題進(jìn)行正確的解答了.

二、建模思想在高中化學(xué)解題中的具體應(yīng)用

例1 有甲、乙、丙、丁、戊5種短周期元素，其中，甲、乙、丙、丁是同周期元素，丙、戊是同主族元素，甲離子與戊離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，丙離子半徑大于丁離子，單質(zhì)晶體熔點(diǎn)高、硬度大的是乙元素，并且乙元素是一種重要的半導(dǎo)體材料，由此推斷下列說法中正確的是( ).

A.甲、戊兩種元素只能夠形成甲2戊型的化合物

B.由于丁、丙、戊元素的氫氧化物的相對分子質(zhì)量是依次減小的，所以此三類物質(zhì)的沸點(diǎn)也是依次降低的

C.乙、丙、丁元素的單質(zhì)晶體屬于同種類型的晶體

D.丁元素以及戊元素的某些單質(zhì)可作為水處理中的消毒劑.

解析 根據(jù)相關(guān)的題意可得，此題考察的是元素周期表以及元素周期律中的相關(guān)規(guī)律，題之中既涉及到單質(zhì)和化合物，又涉及到晶體和氫鍵，這是一道典型的多知識點(diǎn)的綜合類題型.在解答此題時，可以充分的利用建模思想中的逐項(xiàng)分析法，憑借此法來準(zhǔn)確的解答這一試題.具體而言，從元素周期表和元素周期律的位、構(gòu)以及性上對這五類元素進(jìn)行綜合分析比較發(fā)現(xiàn)，甲 、乙、丙、丁、戊五元素在元素周期表中所對應(yīng)的物質(zhì)分別是Na、Si、S、Cl以及O.在確定了這些元素之后，在對A、B、C、D各選項(xiàng)進(jìn)行逐個的分析，得出其正確答案是D選項(xiàng).

在運(yùn)用建模思想解答相關(guān)的化學(xué)試題時，還需要構(gòu)建等效的化學(xué)式模型、化學(xué)反應(yīng)類型模型、化學(xué)反應(yīng)過程模型以及溶液混合過程模型等.

例2 現(xiàn)有一種混合物，已經(jīng)判定其中有NaCl和KCl兩種物質(zhì)，其中氯元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是a%，試求混合物中K、Na的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解析 由于此題是一計(jì)算題，并且其是推導(dǎo)混合物中相關(guān)組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因此，在解答此題時需要構(gòu)建相應(yīng)的等效化學(xué)式模型.此外，根據(jù)所學(xué)知識可得KCl的式量比氯化鈉大16，因此可以用O-16和Na-23來代替K-39，以此來構(gòu)造出KCl的等效化學(xué)式NaClO.其具體的等效化學(xué)式為：

NaCl NaCl

KCl (NaCl )O

另外，取一定數(shù)量的混合物進(jìn)行研究，暫取100g，并將上式中的NaCl 看做一個整體，因此有：n(NaCl )=n(Cl)，n(K)=n(O)，由此關(guān)系可計(jì)算出鉀、鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù).

這種類型的計(jì)算題在高中的化學(xué)試題中比較常見，通常作為考點(diǎn)的混合物還有Fe2(SO4)、FeSO4、C2H4OH以及C6H12等.求物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)使用常規(guī)的解題技法很容易出錯.為了有效的提升解題的正確率，構(gòu)建步驟簡單、條理清晰的等效化學(xué)式模型是可行性方法之一.

例3 有bg H2在氧氣中經(jīng)過重新燃燒后，在通過足量的過氧化鈉之后，固體的質(zhì)量是增加還是減少呢？增加或減少多少？dg CO在氧氣中經(jīng)過充分燃燒之后，同樣通過足量的過氧化鈉之后，求其固體質(zhì)量的增加數(shù)量.

解析 根據(jù)題意和所學(xué)知識可得，H2與過氧化鈉在經(jīng)過氧氣燃燒的作用之下會生成NaOH，同樣的CO與過氧化鈉在經(jīng)過燃燒之后會生成Na2CO3.其具體的化學(xué)方程式為：

因此，其固體的質(zhì)量均會增加，增加的具體數(shù)量就為H2、CO的質(zhì)量.

對此例題進(jìn)行進(jìn)一步的抽象歸納可以獲得以下的計(jì)算模型，只要是符合(CO)n(H2)n類型的化學(xué)式，在氧氣充足條件下進(jìn)行充分燃燒，在將其產(chǎn)物通過足量的過氧化鈉，進(jìn)行固體的完全反應(yīng).那么，固體的質(zhì)量會增加，并且其增加的質(zhì)量恰好為有機(jī)物的質(zhì)量.

根據(jù)此計(jì)算模型，做如下所示選擇題就很簡單了.取xg某物質(zhì)在氧氣中完全燃燒，將生成物與足量過氧化鈉反應(yīng)，其生成物的質(zhì)量恰好增加xg，其物質(zhì)類型可能是C12H12O12.

高中化學(xué)是整個高中學(xué)習(xí)生涯中的重要科目之一，對于理科類學(xué)生來說，化學(xué)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)以及相關(guān)解題技巧的掌握尤其重要.縱觀高中化學(xué)解題中的所有思想和方法，建模思想在其所占的比重、發(fā)揮的作用都是相當(dāng)大的.因此，在進(jìn)行化學(xué)試題的解答時，學(xué)生們要有意識的將建模思想建模方法運(yùn)用于其中，以幫助提升自己的能力和水平.

[1]楊鎰濤,周鑫.幾種建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].理科考試研究,2016,03:88.

[2]王海波.建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理化解題研究,2016,18:72.

[3]孫成余.幾種建模思想在高中化學(xué)解題中的應(yīng)用[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考,2012,04:64-65.

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