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高中化学习题教学模型解题法的学习心得
发布时间:2014年02月28日 12:35 作者:admin  来源: 浏览次数:518
    利用寒假时间认真学习了洪云波、白无暇老师编辑的《高中化学模型解题法》,经过学习,结合即将进行的二轮专题复习,高中化学模型解题法对于化学习题教学很有启发。
    《2013年新课标化学高考考试说明》“考试内容及要求”之“解决化学问题”部分提出:“能用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达化学问题解决的过程和结果,并作出解释的能力”。其实,高考考试大纲要求的这种解题思想就是建模思想。我认为,建模即建立系统模型的过程,建模思想就是把研究对象的一些次要因素及非本质的联系舍去,以简化和理想化的形式再现原型的各种复杂结构、功能和联系的一种科学思想。
    运用建模思想解题能使抽象的问题形象化,能使解题过程模式化、具体化,提高解题过程的规范化、可操作性。那么,在解决实际问题中,应如何建模?主要有哪些类型?现结合部分高中化学典型题型分析如下:
    模板1 离子共存
题型特征:离子共存类试题近几年出现的较难题型主要是附加条件型,常设置“无色透明”“放出气体”等一些附加条件,在解决这一类题目时,首先要弄懂题干中的隐藏条件,解题时要逐个条件考虑,避免遗漏。
考查形式:判断型选择题
策略:正确判断离子共存问题的前提是掌握好各种类型离子反应发生的条件,还要熟练掌握在酸、碱中离子的共存情况,以及对一些附加条件的识别能力,如附加条件要出现:常温下c(H)>10-7 mol·L-1c(H)<10-7 mol·L-1,此时溶液可能为酸性,也可能为碱性,若出现无色透明溶液要排除常见的带颜色的离子:MnO(紫红色)、Fe3+(黄色)、Fe2+(浅绿色)、Cu2+(蓝色)。另外还需注意氧化还原反应及水解相互促进反应引起的离子不共存情况。
习题建模过程:
步骤1:认真审题,看清题目要求,是“大量共存”,还是“不能共存”;是“可能共存”,还是“一定共存”。
步骤2:挖掘隐含条件,判断溶液的酸碱性,有无颜色或其他限制条件。
步骤3:根据离子共存知识,离子之间不能生成沉淀、气体、弱电解质、发生氧化还原反应、发生络合反应等。
    模板2 热化学方程式中相关概念、理解与判断
题型特征:能源问题是当今社会的热点问题,化学键、化学能与热能一直是高考考查的热点。本部分考查的重点主要为化学键与物质的结构及性 质的关系,化学键的改变与能量变化大小的定性、定量判定,反应热的理解,焓变大小的计算,反应热符号的判断,物质具有能量的高低与物质稳定性的关系,热化学方程式的书写及正误判断,盖斯定律的应用等。从命题特点上看,反 应热、热化学方程式和盖斯定律常常融合在一起进行考查,往往涉及燃烧热的概念以及化学反应中能量变化的图像问题,较好地考查考生对知识的灵活应用能力和化学用语的运用能力。近几年该类题目还时常以高科技、社会热点为背景,以新物质为载体,并且与氧化还原反应、化学反应速率和化学平衡等联系在一起进行综合考查,且考查角度新颖,形式灵活。
考查形式:综合型选择题
策 略:有关热化学方程式类试题计算是关键,其解答顺序为根据热化学方程式找到物质的量与热量的关系,而后列式解答。要解答好本部分试题,还要注意把握好以下两点:(1)熟记反应热、燃烧热的概念,通过比较,明确它们的区别和联系,掌握概念的内涵和外延,并能根据热化学方程式、盖斯定律进行相关计算。(2)认识热化学方程式与一般化学方程式的不同,清楚书写热化学方程式的要求和注意事项。理解盖斯定律的含义,把握利用盖斯定律计算反应热的关键——合理设计反应途径,正确加减热化学方程式。
习题建模过程:
1.有关中和热定义判断。在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热。①中和反应的实质是H和OH反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或弱电解质),则其反应热不等于中和热。②对于强酸和强碱的反应,其中和热基本上是相等的,都约为57.3 kJ·mol-1。对于强酸与弱碱或弱酸与强碱的反应,中和热一般低于57.3 kJ·mol-1。因为弱电解质的电离属于吸热反应。
2.有关燃烧热定义判断。在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热。①燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写燃烧热的化学方程式时,一般以燃烧物前化学计量数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。②燃烧产物必须是稳定的氧化物,例如C→CO2(g),H→H2O(l)等。
3.有关放热反应和吸热反应的判断。不能通过看一个反应是否需要加热来判断其是吸热反应或放热反应,因为需加热的反应不一定都是吸热反应,如物质的燃烧一般需要加热来引发反应的进行,但属于放热反应,只有需持续加热的反应才是吸热反应,而只是通过加热来引起反应,反应开始后则无须加热的反应属于放热反应。
4.有关利用盖斯定律的计算,合理设计反应途径,正确加减热化学方程式及其ΔH求得未知热化学方程式及ΔH
    模板3 化学反应速率和化学平衡图像分析
题型特征:化学图像就是将反应过程中某些量(反应速率、浓度等)的变化以曲线、直线的形式表示出来的图像。从形式上分为单线图像题和多线图像题。解答时关键在于读懂图像传达的信息,从平衡移动原理入手,将图像变化和平衡移动原理相结合分析问题。
考查形式:辨析型选择题
策略:1.无论是反应速率图像还是平衡图像,都要清楚纵、横坐标的含义,都要与化学原理相联系,特别是与平衡移动原理相联系。
2.三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
3.四要素分析法:看曲线的起点;看曲线的变化趋势;看曲线的转折点;看曲线的终点。
4.先拐先平:在化学平衡的转化率—时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡,这表示反应体系的温度高或压强大。
习题建模过程:
步骤1:识图。一是注意纵、横坐标的含义。二是弄清“起点”、“拐点”、“终点”的含义。三是理解曲线的变化。
步骤2:究原。根据题目所给信息和图像信息,提取“起点”、“拐点”、“终点”的纵、横坐标数据,结合相关的化学反应原理,写出可能发生反应的化学方程式或离子方程式。
步骤3:整合。在解答这类题目时要注意认真观察、仔细分析图像,准确理解题意,弄清图像题中与曲线或直线变化的有关量的关系,根据图像中给定的量变关系,在识图、究原的基础上,进一步将图像信息与反应原理结合起来,提取相关数据,找准切入点,进行推理、判断。
    模板4 电化学原理的理解和应用
题型特征:原电池、电解池的工作原理及金属的腐蚀与防护是电化学理论的主要内容,该理论是氧化还原反应原理的体现和具体运用。电化学理论考查的内容主要为以下几个方面:根据原电池、电解池的电极反应判断金属活泼性问题;原电池、电解池的电极判断及电极反应式的书写;根据电解时电极的变化判断电极材料或电解质种类;新型电池的电极反应及应用;有关电解产物的判断与计算;原电池、电解池中电解质溶液的酸碱性变化。近年来,电化学知识在高考试题中出现的频率很高,与生产、生活及新科技等问题相联系的考查尤为突出,在知识点上侧重于以新型电池特别是燃料电池为背景 考查原电池的相关知识;以电解原理的最新应用为背景考查电解池的相关知识;两池的应用,如考查金属的防腐蚀、电解饱和食盐水和电解冶炼金属等。
考查形式:选择题、填空题
策略:根据 原电池或电解池工作原理,准确判断电极,正确书写电极反应式,这是解答电化学问题的核心。分析问题的思路:找电源(或现象)定两极写电极反应式写总反应式。即首先看题给条件中有无电源,无电源的是原电池,有电源的是电解池,有时会将两池串联,其中电极的活泼性差别较大的是原电池,另一个就是电解池,然后依据原电池或电解池的工作原理正确书写电极反应式。对于可充电电池,可能会给出总反应式,要能写出正负极的电极反应式,再针对题目中的已知条件和问题进一步解答。
习题建模过程:
步骤1:仔细审题,由题意判断题目所给的是原电池还是电解池。
步骤2:写电极反应式。
(1)如果是原电池,依据原电池原理写电极反应式。活泼金属作负极,失电子发生氧化反应,较不活泼的金属或非金属导体(石墨)作正极。溶液中的阳离子得电子,发生还原反应,阳离子放电顺序为Ag>Fe3+>Cu2+>H>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+。燃料电池中还原性较强的物质(如甲烷、甲醇等)失电子,发生氧化反应,氧化性气体(O2)得电子,发生还原反应。
(2)如果是电解池,阴极电极反应式按阴极上阳离子放电顺序书写,阴极上阳离子放电顺序为Ag>Fe3+>Cu2+>H>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+。而阳极电极反应式的书写还要看阳极的电极材料是惰性电极(Pt、Au、石墨)还是活性电极(活泼性在Ag之前的金属)。若是惰性电极,则溶液中的阴离子在阳极放电,阴离子放电顺序为S2->I>Br>Cl>OH>含氧酸根;若是活性电极,则阳极金属本身失电子,其失电子顺序为Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>Cu>Hg>Ag(注意电解时Fe-2e===Fe2+)。依据上述规则写出电极反应式。
步骤3:针对各选项的具体问题进行正确解答。
   模板5 无机工艺流程综合题
题型特征:化学工艺流程题,就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来,并根据生产流程中有关的化学知识步步设问,形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。工艺流程题的结构分题头、题干和题尾三部分。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括副产品);题干部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺流程表示出来;题尾主要是根据生产过程中涉及到的化学知识设制成一系列问题,构成一道完整的化学试题。
考查形式:Ⅱ卷综合填空题
策略:要解决物质的制备、合成等实际的化学问题往往需要从成本角度(原料是否廉价易得)、环保角度(是否符合绿色化学的要求)、现实角度等方面考虑,这类试题有很多都是以框图信息的形式给出,解答时要看框内框外,里外结合;边分析,边思考,易处着手;先局部,后全盘,逐步深入。而且还要看清问题,不能答非所问。要求用理论回答的试题应采用“四段论法”:本题改变了什么条件(或是什么条件)→根据什么理论→所以有什么变化→结论。
    习题建模过程:
步骤1:从题干中获取有用信息,了解生产的产品。
步骤2:然后整体浏览一下流程,基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。
步骤3:分析流程中的每一步骤,从几个方面了解流程:A、反应物是什么,B、发生了什么反应,C、该反应造成了什么后果,对制造产品有什么作用;抓住一个关键点;一切反应或操作都是为获得产品而服务。
步骤4:从问题中获取信息,帮助解题。
    总之在指导学生解达化学问题时,掌握一些解题的思路,形成解题的模型,能提高解题的准确度,降低问题的难度,其解题主要过程为:(1)建模,它是解题的关键步骤,即在阅读材料、理解题意的基础上,把实际问题的本质抽象转化为模型;(2)解模,即运用所学的知识和方法对模型进行分析、运用,解答问题,得出实际问题的结论。
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