化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中“定”“變”思維模型的應(yīng)用分析

蔡玲燕

【摘要】隨著教育改革的持續(xù)推進(jìn)，在教學(xué)中涌現(xiàn)的很多新的教學(xué)理念與方法有利于學(xué)生理解并掌握某些抽象理論知識(shí)與概念，促進(jìn)學(xué)生的思維能力提升，極大地提高了教學(xué)質(zhì)量。文章主要對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中“定”“變”思維模型的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討，并闡述了化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中運(yùn)用“定”“變”思維模型的要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)；“定”“變”思維模型；應(yīng)用

一、引言

在化學(xué)原理教學(xué)過程中會(huì)碰到一些可逆反應(yīng)的題目，由于題目中條件隱蔽，或者變量較多等，采取常規(guī)方法難以有效解決，面對(duì)這類題目，學(xué)生常感覺無從下手。而采用“定”“變”思維模型能有效解決化學(xué)原理教學(xué)中的很多問題，讓學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，大大提升了化學(xué)原理的教學(xué)效果。

二、化學(xué)教學(xué)中“定”“變”思維模型的應(yīng)用

（一）在可逆反應(yīng)中的應(yīng)用分析

在可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，其平衡體系中，各組分的濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)及體積分?jǐn)?shù)保持一定，但不一定相等。在教學(xué)中就可運(yùn)用“定”“變”思維模型，抓住“定”的特征，再分析化學(xué)平衡中如果外界條件發(fā)生改變，那么化學(xué)平衡可能會(huì)發(fā)生移動(dòng)，這是“變”。但是在外界條件不變的情況下，可逆反應(yīng)不管是由正反應(yīng)開始還是由逆反應(yīng)開始，最終平衡狀態(tài)是相同的，也就是說是同一平衡狀態(tài)。在解題中利用“定”“變”思維模型就可快速得到答案。運(yùn)用這一模型可以避免非常繁瑣的中間過程以及變化途徑等，讓學(xué)生在解題過程中思路更加清晰，更加簡(jiǎn)捷，解題速度更快，解答更準(zhǔn)確。

例1：一定溫度下，CO（g）+H2O（g） H2 （g） +CO2 （g） 這一可逆反應(yīng)在一密閉容器中發(fā)生，將1mol水蒸氣與1molCO放入該容器中，達(dá)到平衡之后，發(fā)現(xiàn)二氧化碳有0.6mol，再通入水蒸氣3mol，請(qǐng)問達(dá)到新平衡之后，二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)是______？

A. 22.2% B. 17% C. 11.1% D. 20%

由于可逆反應(yīng)進(jìn)行不到底，在面對(duì)這一類問題時(shí)，學(xué)生時(shí)常感到無從下手，在通入水蒸氣后，可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)會(huì)變大，但難以確定具體數(shù)值。這時(shí)可運(yùn)用“定”“變”思維模型，假設(shè)增加水蒸氣的量，平衡不移動(dòng)，此時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)是12%，再假設(shè)增加水蒸氣的量，平衡正向移動(dòng)至CO完全消耗，此時(shí)二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)最大達(dá)20%，結(jié)合外界條件改變，即增大反應(yīng)物濃度平衡正向移動(dòng)以及可逆反應(yīng)的特點(diǎn)反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化為生成物，很快地推出新平衡后二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)在12%～20%之間，只有B選項(xiàng)符合要求。

（二）在弱電解質(zhì)電離平衡中的應(yīng)用

弱電解質(zhì)電離過程是可逆的，當(dāng)達(dá)到電離平衡時(shí)，分子電離產(chǎn)生離子，同時(shí)離子結(jié)合成分子也在進(jìn)行且速率相等，它處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，且當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，電離平衡被破壞，平衡隨之移動(dòng)。所以，學(xué)生在解題中一時(shí)難以有清晰的解題思路，好多條件都是變化的，導(dǎo)致難以在短時(shí)間內(nèi)找到正確答案，有的學(xué)生甚至在解題中感覺越來越混亂，放棄作答。這時(shí)，運(yùn)用“定”“變”思維模型，緊抓住題目中的“定”，也就是在一定條件下達(dá)到電離平衡時(shí)，電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)是定值，就能快速找出正確答案。

例2：室溫下，HM溶液的濃度是0.1mol·L-1，再往該溶液中不斷加水稀釋，那么下面各量中始終保持著增大趨勢(shì)的是_______？

A. Ka（HM） B. c（H+） C. D.

抓住弱電解質(zhì)只能部分電離的特征，利用“定”“變”思維模型進(jìn)行分析。通常情況下，弱酸電離吸熱，升高溫度電離平衡正向移動(dòng)，K值增大，若溫度不變，加水稀釋，Ka（HM） 不變，排除A選擇；加水稀釋會(huì)沖稀氫離子濃度，排除B選擇； = ，加水稀釋時(shí)，Ka（HM）是定值則而c（M-）不

斷減小，故比值增大，C選項(xiàng)正確；在無限稀釋的情況下，氫離子濃度接近1×10-7 mol·L-1 ，但是M-離子的濃度不斷減小，這樣很快就能知道選項(xiàng)D比值在減小，不符合題目要求。

（三）在平衡移動(dòng)中的應(yīng)用

在平衡移動(dòng)中，對(duì)于起始加入量的不同而達(dá)到平衡狀態(tài)是相同的這一類等效平衡問題，可運(yùn)用“定”“變”思維模型，采用一邊倒的方法。也就是說，在轉(zhuǎn)化之后，保持各物質(zhì)對(duì)應(yīng)量相等或互成比例，這樣就能很快找出正確答案。

例3：在一體積恒定的密閉容器當(dāng)中，當(dāng)保持溫度恒定時(shí)，其發(fā)生的反應(yīng)為：M（g）+2N（g） 3Q（g），已知加入2molM和2molN后，達(dá)到平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)是p%。如果在相同條件下，起始加入3molQ，需同時(shí)加入_____M，達(dá)到平衡時(shí)，生成物Q的體積分?jǐn)?shù)是p%；如果相同條件下，在同一容器中改加入amolM、bmolN和cmolQ，達(dá)到平衡后，Q的體積分?jǐn)?shù)還是p%，那么a、b和c之間應(yīng)滿足什么關(guān)系 （用等式表示）？

在這一恒溫恒容條件下，反應(yīng)氣體分子數(shù)是相等的，解題時(shí)，需運(yùn)用“定”“變”思維模型進(jìn)行分析，抓住“轉(zhuǎn)化后對(duì)應(yīng)量成比例”就可快速計(jì)算出結(jié)果。第一空中，設(shè)M為xmol，Q完全轉(zhuǎn)化后就可生成1molM和2molB，所以，各物質(zhì)只需滿足（1+x）∶2=2∶2即可，就可知道x為1。同理，轉(zhuǎn)化后計(jì)量數(shù)為cmolQ、 molM和 molN，a、b和c之間的關(guān)系也只需滿足（ ）∶（ ）=2∶2，這樣達(dá)到的平衡還是c%。

三、化學(xué)教學(xué)中運(yùn)用“定”“變”思維模型的要點(diǎn)

首先，“定”“變”思維模型在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用不應(yīng)脫離化學(xué)知識(shí)而單純向?qū)W生傳授科學(xué)方法。科學(xué)教學(xué)方法的引用是鍛煉學(xué)生思維、發(fā)現(xiàn)問題能力和解決問題能力的催化劑，幫助學(xué)生從知識(shí)的學(xué)習(xí)到學(xué)習(xí)能力發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，可以說是化學(xué)知識(shí)與能力進(jìn)行良好溝通的橋梁。所以，在化學(xué)教學(xué)過程中應(yīng)用“定”“變”思維模型時(shí)，應(yīng)適時(shí)引入，并有機(jī)滲透。一味講解化學(xué)知識(shí)而忽略科學(xué)方法的教授，很容易讓學(xué)生坐享其成，在日后解題中即便碰到同類問題也可能會(huì)無從下手。因此，將“定”“變”思維模型這一科學(xué)方法和化學(xué)知識(shí)有機(jī)融合，方能相輔相成，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，形成一個(gè)優(yōu)化知識(shí)結(jié)構(gòu)與智能結(jié)構(gòu)。

其次，運(yùn)用“定”“變”思維模型的核心就是尋找不變，即便題目中沒有不變量，也可設(shè)定其中某個(gè)為確定的量，借此快速求解。該科學(xué)方法的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)在于，即便題目中出現(xiàn)多個(gè)變量，進(jìn)而對(duì)最終某個(gè)結(jié)果產(chǎn)生一定影響，這時(shí)只需控制某個(gè)因素不變，改善其中一個(gè)因素，就可得出答案，避免計(jì)算或者思考過程中一些繁瑣的過程。借助此方法逐漸培養(yǎng)并引導(dǎo)學(xué)生從眾多變化中尋求不變，尋求恒定，立足這一思路，在不斷發(fā)散過程中快速找到解題技巧，最終演變成為屬于自己的萬(wàn)能方法。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前教育教學(xué)大力倡導(dǎo)素質(zhì)教育，科學(xué)有效的教學(xué)方法在化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)中滲透顯得尤為重要。而學(xué)生在實(shí)際的化學(xué)學(xué)習(xí)過程中存在較大困難，為幫助學(xué)生深入理解并掌握化學(xué)知識(shí)，在教學(xué)中逐步滲透“定”“變”思維模型，幫助學(xué)生慢慢學(xué)會(huì)運(yùn)用這一模型來解決各類化學(xué)問題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李周平.“定”“變”思維模型在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)月刊·中學(xué)版（教學(xué)參考），2014（09）：58-59.