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中学化学教学中的美

2015-05-30陈丹丹

杂文月刊·教育世界 2015年5期
关键词:反应物转化率物质

陈丹丹

【摘 要】在化学教学中不同环节会呈现出化学特有的“美”,我们应该用语言提升化学“美”,用实验展示化学“美”,用规律升华化学“美”。

【关键词】化学教学 实验 美

美是什么?教师为什么要在教学中体现美、展示美,训练学生感受美、表达美的能力?在五彩缤纷的世界中,美往往与真、善紧密联系在一起,是人对自己的需求被满足时所产生的愉悦反应的反应,即美感的反应,是主观与客观结合的产物。化学美学是用美的眼光来审视化学问题,从而为化学提供没得价值尺度和人的情感指向,给化学理性插上诗意和灵性的翅膀。法国数学家彭加勒说“科学家研究自然并非因为这样做有用处,他所以研究他是因为他从中得到乐趣那是因为它美”

化学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质及其应用的一门基础自然学科。作为课堂教学的组织者、引导者,教师如何凸显教学内容的美,使学生领略自然之美、规律之美,是课堂教学取得良好效果的关键。作为一名青年教师我现从下面几个方面浅谈化学教学中的美。

一、化学实验中的现象美

化学是一门以实验为基础的学科,实验之所以能引人入胜是因为实验现象有独特的美。

金属的颜色反应五光十色,镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光,单质硫在空气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰,胶体实验中美丽的光束,酸碱指示剂遇酸遇碱漂亮的颜色转换,铁与硫酸铜反应形成“铜树”的实验,铝热反应形成剧烈的“火山喷发”,钠在水中华丽的“变身”,浓硫酸遇到蔗糖“黑面包”实验,在做钠与硫酸铜反应的实验中老师边做实验边让学生思考为什么没有红色的物质析出?蓝色沉淀是什么?黑色物质是什么?为什么会有这样的变化?

这一系列变化让人赏心悦目,令人惊叹不已,可见化学实验独特的美不但激起了学生的求知欲望,更培养了学生的创新思维能力。

二、化学思维的逻辑美

思维方法是科学家研究和解决科学问题的重要手段,思维方法也是学生在学习新知识时必然要学到的技能和技巧。中学化学学习中思维方法的研究的目的是为了使学生掌握科学的思维方法,以改善思维素质,增强思维能力,提高思维效率。在化学思维培养的过程中体现了特有的逻辑美。

化学中逻辑性较强的部分是化学反应速率与化学反应进行的程度(化学平衡),在这部分知识中充分的展示了化学思维的逻辑美。

1、增大反应物的量,平衡不一定移动

已达平衡的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),C为固体,增大C的物质的量,不影响平衡移动,水为气态,增大水的物质的量,水的浓度增大,平衡向降低水浓度的正反应移动,故增加反应物物质的量时,则平衡不一定移动。

2、反应向正反应方向进行,反应物的转化率不一定增大

比如:恒温恒压下, 若反应物只有一种,如aA(g)bB(g)+cC(g),增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动;考虑转化率时,此种情况等效于加压,A的转化率与气态物质的化学计量数有关:(1)a=b+c,A的转化率不变(2)a>b+c,A的转化率增大(3)a

若反应物不只一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。

(1)若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,则A的转化率减小,B的转化率增大。若只减少A的量,平衡向逆反应方向移动,则B的转化率减小。

(2)若反应物A、B的物质的量同倍数的增加,平衡向正反应方向移动,考虑转化率时,此种情况等效于加压,反应物的转化率与气态物质化学计量数有关。

①a+b=c+d,转化率不变 ②a+b>c+d,转化率增大③a+b

三、化学计算中的算数美

化学计算是高考考察学生的能力之一,能选用最合适的方法解题不但可以缩短解题时间,还可以提高准确率,经过前人的努力总结出化学计算的解题技巧,体现了化学计算中的算数美。

高中化学常用的解题技巧:

守恒法:化学上常用的守恒方法有以下几种:电荷守恒、电子守恒、原子守恒、质量守恒例如:一包由Cu、CuO、Cu2O组成的混合物分成两等份,一份和足量的H2反应,发现充分反应后固体质量减少了3.2g,另一份与500ml的硝酸恰好完全反应(还原产物为NO)生成NO标准状况下4.48L,问硝酸的物质的量浓度是多少?

差量法:遇到反应前后的固体或者液体的质量、物质的量、体积发生变化时,可以尝试用“差量法”解题。例如:总压强为3.0×107Pa时,N2、H2混合气体(体积之比为1:3)通入合成塔中,反应达平衡时,压强降为2.5×107Pa,则平衡时混合气体中NH3的体积分数为?

关系式法:关系式法是化学方程式计算的诸法中较为重要的一种,它可以是多不计算化为一步完成。在O2中燃烧0.22g硫和铁组成的化合物,使其中的硫全部转化为SO2,将这些SO2全部转化为SO3,生成的SO3完全被H2O吸收。所得H2SO4可用10.0ml0.50mol.L-1的NaOH溶液完全中和,则原化合物中硫元素的质量分数为?

十字交叉法:十字交叉法是经行二组分混合物平均量与组分量计算的一种简便方法。

溴有两种同位素,在自然界中这两种同位素大约各占一半,已知溴的原子序数是35,原子量是80,则溴的两种同位素的中子数分别等于( )

A.79、81B.45、46

C.44、45D.44、46

极限法:极限法就是假设所研究的问题无限接近于极端情况,已达到简化解决问题过程的目的。

0.03mol铜完全溶于某硝酸溶液,反应共产生NO、NO2和N2O4的混合气体0.05mol。该混合气体的平均相对分子质量可能是(  )

A.30      B.46      C.50       D.66

除了上述方法還有分析讨论法、和量法、估算法、赋值法、奇偶数法等,有了这些解题技巧,使枯燥无味的计算变得津津有味,学生对计算不在害怕,因为他们发现了化学计算中的“美”。

四、化学原理中的朴素美

化学反应基本原理包括:化学反应与能量变化、化学反应速率与化学平衡、物质结构元素周期律、电解质溶液等。这些原理从本质上体现了自然界的本质“朴素”(真),自然界中的内在规律是化学真、善、美的统一,例如守恒定律其思想朴实无华,门捷列夫在趋美并求真中创造了元素周期律与元素周期表,成为了人类探索自然界的金钥匙。

化学中的美岂是三言两语就能描绘的完整的,我们作为人类灵魂的工程师应该在教学中逐渐发现并不断创造化学中的美,唤起学生的求知欲望,培养他们的审美观!

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