通过“表象”,揭示“本质”
2015-11-02许红艳
许红艳
摘 要:本文从化学方程式的宏观意义出发,揭示了化学方程式的微观意义和符号的关系以及应用,还能反应化学方程式的基本反应类型,真正培养学生对化学变化的认识实现从定性到定量的提升。
关键词:化学方程式;宏观(质);微观(量);反应类型
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2015)18-074-1
化学反应方程式是化学变化的表征,以化学反应方程式为核心,是化学教学的关键,同时也是教学的重点和难。化学反应方程式是化学反应的浓缩表达,它既给了“质”的表达,也给了“量”的确定。它可以建立起宏观、微观和符号的三种关系,更重要的是它具有可持续发展性,是初中和高中化学变化内涵和本质要求的基础。
化学反应方程式首先能真实地反映出一个化学变化中的反应物、生成物和反应的条件,学生能一目了然地掌握,真正遵循客观事实的化学变化。在书写化学方程式的过程中,教师要特别强调化学反应的条件。如:绿色植物的光合作用,化学反应方程式应书写为6H2O+6CO2光照叶绿素C6H12O6+6O2,而二氧化碳通入水中,化学反应方程式应书写为H2O+CO2=H2CO3,两个化学反应方程式中反应物是相同的,正是由于反应条件的不同,导致了生成物也不同,发生了两种截然不同的化学变化。其次,在书写化学反应方程式时,配平也是至关重要的,否则该化学变化将不符合质量守恒定律。从宏观上讲,教师通过氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应的演示实验,可以证明化学变化是遵循质量守恒定律的,但是学生却只能从表象上感受到,不能真正理解,这就有待于教师的讲解。教师可以先通过组织学生观察,化学反应方程式反应前后的元素种类没有发生改变。只从元素种类未发生变化和质量的守恒也难以划上等号,那么,从微观入手是非常必要的。
以电解水的变化示意图为例,它很直观地表达出分子可以被分成原子,然后原子重新组合成新的分子。而且在此过程中,原子的种类和数目是不发生变化的。这就帮助学生更清楚地认识了微粒的变化。在微观体系中真正感受到了质量守恒,学生也能体会到配平工作是不能忽略的。
从宏观和微观体系中掌握了化学方程式的要领,化学反应方程式意义的了解也可以从宏观和微观两方面着手。再以电解水为例:根据2Mr(H2O)=2*18,2Mr(H2)=2*2,Mr(O2)=32,则:2H2O2H2+O2
2*18 2*2 32
宏观上可以得知36份质量的水电解可以得到4份质量的氢气和32份质量的氧气,而36=4+32也证明了质量守恒定律是书写化学方程式所遵循的原则,m(H2O)∶m(H2)∶m(O2)=9∶1∶8。也可以看出参加反应的反应物的总质量等于生成物的总质量,这便培养了学生要定量地看待化学反应中的变化。化学方程式的宏观物质间的质量关系在化学计算中是重点,可以帮助我们计算物质生成的质量。微观上得知2个水分子电解生成2个氢分子和1个氧分子,微粒个数比是2∶2∶1。学完化学方程式,习题巩固自然必要,如:某有机物R在足量氧气中完全燃烧后的化学方程式如下:2R+13O2点燃8CO2+10H2O。根据质量守定律,R的化学式为( )
A. C4H10 B. CH4 C. CH4O D. C2H4O2
该习题是从微观的观点诠释了质量守恒定律。再如:3.2克某有机物B完全燃烧,生成4.4克二氧化碳和3.6克水,要求判断有机物中是否含有氧元素?该习题对掌握质量守恒定律的要求比较高。(1)学习燃烧的条件后,掌握该反应必须要和氧气反应,通过质量守恒定律得知:m(有机物B)+m(O2)=m(CO2)+m(H2O)。(2)根据质量守恒定律,反应前后元素的种类和质量不变,学生能够知道生成物中CO2的碳元素来自于反应物中的碳元素,且4.4克CO2中m(C)=1.2克,同理,水中的氢元素应该来自于有机物中氢元素,且氢元素的质量等于水中氢元素的质量,3.6克水中m(H)=0.4克,m(C)+m(H)=1.2克+0.4克=1.6克<3.2克m(有机物),所以,有机物B中含有氧元素。根据以上分析,建议学生是否可以用氧元素的质量守恒来计算有机物B中是否含有氧元素。这就对质量守恒定律由宏观到微观深入理解的升华。
化学方程式能反映出化学反应的基本类型,初中主要涉及四大基本反应类型,即化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。化合反应和分解反应类型的判断,学生基本都能掌握。而置换反应和复分解反应却十分容易混淆,特别容易将复分解反应当做是置换反应,一厢情愿地认为,只要相互交换位置叫属于置换反应了,这就要从置换反应和复分解反应的定义去强调,置换反应是前有单质参加后有单质生成。复分解反应是前有两种化合物互相交换成分,生成两种新的化合物。以置换反应为例,典型的实例归类有:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑;Fe+CuSO4FeSO4+Cu,再举一个例子让学生辨认:Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2是置换反应吗?这样就加强学生对化学反应定义的应用了。
化学反应方程式还能发展学生对化学反应规律的认识,如:在第七章中学习酸碱中和反应,以氢氧化钠和盐酸反应为例,方程式的书写为:NaOH+HCl=NaCl+H2O。从宏观上讲,利用书本【活动探究】的演示实验可以得知该化学反应的本体。而深入到微观世界,究其发生的原因,其实就是H++OH-=H2O的缘故,其余微粒则不发生反应。对于氨水和硫酸的反应方程式,就可以按照1个氢离子和1个氢氧根离子生成1个水分子的理论进行应用了。