唯物辯證法在《化學反應原理》之高中教學中的體現與應用

唐興盟

摘 要：從化學反應與能量、化學反應速率、化學平衡、電化學基礎等方面闡明了高中化學反應原理中蘊含的唯物辯證法，并進行了舉例分析，為中學教師在這部分知識的教學提供參考，并結合科學教學的育人功能進行相關論述。

關鍵詞：化學反應原理；唯物辯證法；高中化學教學

唯物辯證法屬于哲學范疇，可用于解釋日常生活現象和自然現象。化學屬于自然科學，很多概念、原理、現象以及規則等都能夠用辯證法解釋，化學實驗也可用于檢驗唯物辯證法。將唯物辯證法與高中化學反應原理相結合，本質上解釋高中化學反應原理，在教育教學中滲透馬克思主義世界觀與方法論，學生提高分析問題、解決問題能力的同時，能夠構建自己正確的馬克思主義世界觀與方法論，為培養有思想、有能力、能創新的未來人才貢獻一份綿薄之力。

一、化學反應與能量

一個反應的物質與能量變化是外在表現，物質可用性質實驗判定，其本質是化學鍵的斷裂與形成；能量可以通過實驗測量，或蓋斯定律間接求算，本質是化學鍵斷裂與形成的過程中會吸收、釋放能量。以氫氣與氯氣反應生成氯化氫H2+Cl2■2HCl為例，

1 mol H—H鍵斷裂需要吸收436 KJ/mol的能量，1 mol Cl—Cl鍵斷裂需要吸收243 KJ/mol的能量，1 mol H—Cl鍵形成需要釋放431 KJ/mol的能量。其中化學鍵的斷裂與形成、能量的吸收與釋放是該原理中的兩對矛盾，反應結束后，這兩對矛盾最終達到內部的對立統一，確定反應物質與能量的變化，即統籌能量的吸收

與釋放可知，該反應生成氯化氫的同時釋放能量。

在教學中，教師滲透矛盾是事物內部對立統一的世界觀以及透過現象看本質的方法論。學習過程中，學生體會矛盾的同一性與斗爭性，知道矛盾是事物發展的內部動力，從而能夠客觀地面對學習中遇到的問題。做題時不被表象所迷惑，無論是圖像形式還是文字形式，抓住問題的實質作答即可。

二、化學反應速率

溫度、壓強、濃度與催化劑等外界條件能夠影響化學反應速率。例如，升高溫度增加了反應體系中的活化分子百分數，提高了有效碰撞頻率，從而加快了化學反應速率。其中活化能、有效碰撞是決定化學反應速率的內因，溫度是影響化學反應速率的外因。內因是事物發展變化的依據，當兩種物質不發生化學反應時，如何改變外界條件都不會對其產生影響；外因必須通過內因起作用，即溫度通過改變活化分子百分數、提高有效碰撞頻率來影響化學反應速率。在相關教學實驗中，溫度發生變化時，可以通過顏色的變化、產生氣泡或沉淀速度的快慢等現象來判斷化學反應速率的變化，例如5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液里加入5 mL 0.1 mol/L

H2SO4，放入熱水中的這兩種物質比放入冷水中的先出現渾濁現象，本質原因是有效碰撞頻率發生了變化。

教學中，教師滲透事物的發展是由內因和外因共同作用的世界觀，以及透過現象看本質的方法論。在學習過程中，學生體會事物的發展變化是由內外因共同作用的結果，不能把學習中遇到的困難一味地歸因于學習環境、條件或他人，同時能充分發揮自身的主觀能動性；能夠從現象中分析出事物的本質，思考自己進入課堂學習的目的，挖掘學習的內部動力，變被動為主動，從而更加愉快地構建自己的知識與道德網絡。

三、化學平衡

（一）化學平衡原理

可逆反應存在化學平衡狀態，平衡時正反應速率與逆反應速率相等、各物質的濃度保持恒定。表面上可逆反應看似靜止，實際上是一個動態平衡。馬克思主義認為，世界是物質的，物質是運動的，運動是絕對的，靜止是相對的。我們要透過平衡態的表象，探究化學平衡的本質。

正反應與逆反應是一對矛盾，當正反應為主要矛盾時平衡向正向移動，逆反應為主要矛盾時平衡則逆向移動。一段時間后反應達到平衡，事物內部矛盾達到對立統一。當外因發生改變，矛盾的對立統一被打破，平衡發生移動。以可逆反應2NO2（g）？葑N2O4（g）？駐H=-56.9 KJ/mol為例，升高溫度，正逆反應速率同時增大，但增大程度不同，這對矛盾就會有一個占主要地位。通過觀察二氧化氮平衡球可知，溫度升高顏色加深，即吸熱的方向占主要地位。導致平衡向吸熱方向發生移動，是為了減弱升高溫度對平衡的影響，體系溫度有所下降。一段時間后，反應達到新的平衡，事物內部矛盾再次達到對立統一——正反應速率與逆反應速率再次達到相等。法國化學家勒夏特列通過大量的事實以及相關實驗得到勒夏特列原理，用于判斷可逆反應的平衡移動方向，在中學化學的學習中學生可以直接運用，但是并非先有原理后出現這樣的現象，此為哲學的基本問題，即思維與存在的關系問題。

（二）水溶液中的離子平衡

化學平衡原理普遍適用于水溶液中的所有離子平衡，包括弱電解質的電離平衡、鹽類水解平衡、難溶電解質的沉淀溶解平衡。而水溶液中的各離子平衡亦有其各自的特點，即特殊性。這是事物之間共性與個性、一般與個別關系的具體體現，共性決定了事物的基本性質，是其普遍性，個性揭示了事物之間的差異，是其特殊性。

弱酸的酸式酸根，如HCO3-，在水溶液中存在水解和電離兩個過程。水解過程：HCO3-+H2O？葑H2CO3+OH-，有OH-離子產生，使溶液顯堿性。電離過程：HCO3-？葑H++CO32-，有H+離子產生，使溶液顯酸性，此時水解與電離為一對內部矛盾。當水解為主要矛盾時，溶液顯堿性；當電離為主要矛盾時，溶液顯酸性。實驗證明碳酸氫鈉溶液使酚酞變成紅色，整個溶液顯堿性，說明碳酸氫根的水解過程占了主要地位。在外界條件發生改變時，水解與電離的相對地位發生改變，此時，主要矛盾和次要矛盾發生了相互轉化。

在教學中，教師滲透矛盾是事物內部對立統一、事物發展是內因外因共同作用的結果、物質決定意識以及物質是運動的世界觀，以及透過現象看本質、抓主要矛盾聯系次要矛盾的方法論。學習過程中，學生應構建自己的唯物主義世界觀，體會矛盾的普遍性與特殊性；理解外因通過內因起作用，內因是事物發生變化的最根本的依據。當生活中遇到困難，只要自己堅持不懈，一定能渡過難關；在解決問題時能夠透過現象看本質，區分事情的輕重緩急，抓住關鍵，首先解決主要問題。

四、電化學基礎

原電池與電解池的共同特點（普遍性）是將氧化還原反應分為兩部分在兩個區域同時發生，兩者亦有各自的特點（特殊性）。最明顯的不同點為電解池有外加電源，發生的反應為非自發的氧化還原反應，是將電能轉化成化學能的裝置；而原電池無外加電源，氧化還原反應能夠自發進行，是將化學能轉化為電能的裝置。以Zn（s）||H2SO4（aq）||Cu（s）組成的原電池為例，鋅電極為負極，其電極反應：Zn-2e-=Zn2+，銅電極為正極，其電極反應：2H++2e-=H2。實驗中可觀察到鋅電極不斷地溶解，銅電極上有氣泡產生。整個電池反應中，鋅為還原劑，失去電子、化合價升高、發生氧化反應，H2SO4為氧化劑，H+得電子、化合價降低、發生還原反應。得電子與失電子、化合價的升高與降低、氧化反應與還原反應為這部分原理的三對矛盾。其中，化合價升降是氧化還原反應的表現，有新物質生成是原電池與電解池的現象，兩種現象的本質原因都是物質之間電子的得失。得電子與失電子同時發生且數目相同，最終達到內部的對立統一。

教學中，教師要滲透矛盾是事物內部對立統一的世界觀，以及透過現象看本質的方法論。學習過程中，學生體會矛盾的普遍性與特殊性，理解從對立到統一是事物自身的發展，生活中遇到的困難都將成為自身進步與發展的動力源泉，道路是曲折的，但是方向是前進的；解決問題時能夠辨認出現象背后的本質所在，能夠客觀地換位思考問題，不被學習生活中表面存在的誘惑吸引而失去自己的學習目標。

五、展望

中學化學中的很多知識，如化學實驗、元素周期表與元素周期律、金屬與非金屬單質及其化合物的化學性質、離子反應以及化學鍵的形成等都能使用唯物辯證法進行解釋；現象相同而本質不同的兩個實驗也可以使用唯物辯證法解釋。在教學中知識與辯證法的有機結合需要進一步研究；將知識中涉及的馬克思主義世界觀和方法論與三維目標中的情感態度與價值觀全面結合并有效應用有待于進一步研究；能夠具體運用于哪些教學實踐活動，亦有待于進一步探討。

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編輯 張珍珍