唯物辩证法在《化学反应原理》之高中教学中的体现与应用

唐兴盟

摘 要：从化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡、电化学基础等方面阐明了高中化学反应原理中蕴含的唯物辩证法，并进行了举例分析，为中学教师在这部分知识的教学提供参考，并结合科学教学的育人功能进行相关论述。

关键词：化学反应原理；唯物辩证法；高中化学教学

唯物辩证法属于哲学范畴，可用于解释日常生活现象和自然现象。化学属于自然科学，很多概念、原理、现象以及规则等都能够用辩证法解释，化学实验也可用于检验唯物辩证法。将唯物辩证法与高中化学反应原理相结合，本质上解释高中化学反应原理，在教育教学中渗透马克思主义世界观与方法论，学生提高分析问题、解决问题能力的同时，能够构建自己正确的马克思主义世界观与方法论，为培养有思想、有能力、能创新的未来人才贡献一份绵薄之力。

一、化学反应与能量

一个反应的物质与能量变化是外在表现，物质可用性质实验判定，其本质是化学键的断裂与形成；能量可以通过实验测量，或盖斯定律间接求算，本质是化学键断裂与形成的过程中会吸收、释放能量。以氢气与氯气反应生成氯化氢H2+Cl2■2HCl为例，

1 mol H—H键断裂需要吸收436 KJ/mol的能量，1 mol Cl—Cl键断裂需要吸收243 KJ/mol的能量，1 mol H—Cl键形成需要释放431 KJ/mol的能量。其中化学键的断裂与形成、能量的吸收与释放是该原理中的两对矛盾，反应结束后，这两对矛盾最终达到内部的对立统一，确定反应物质与能量的变化，即统筹能量的吸收

与释放可知，该反应生成氯化氢的同时释放能量。

在教学中，教师渗透矛盾是事物内部对立统一的世界观以及透过现象看本质的方法论。学习过程中，學生体会矛盾的同一性与斗争性，知道矛盾是事物发展的内部动力，从而能够客观地面对学习中遇到的问题。做题时不被表象所迷惑，无论是图像形式还是文字形式，抓住问题的实质作答即可。

二、化学反应速率

温度、压强、浓度与催化剂等外界条件能够影响化学反应速率。例如，升高温度增加了反应体系中的活化分子百分数，提高了有效碰撞频率，从而加快了化学反应速率。其中活化能、有效碰撞是决定化学反应速率的内因，温度是影响化学反应速率的外因。内因是事物发展变化的依据，当两种物质不发生化学反应时，如何改变外界条件都不会对其产生影响；外因必须通过内因起作用，即温度通过改变活化分子百分数、提高有效碰撞频率来影响化学反应速率。在相关教学实验中，温度发生变化时，可以通过颜色的变化、产生气泡或沉淀速度的快慢等现象来判断化学反应速率的变化，例如5 mL 0.1 mol/L Na2S2O3溶液里加入5 mL 0.1 mol/L

H2SO4，放入热水中的这两种物质比放入冷水中的先出现浑浊现象，本质原因是有效碰撞频率发生了变化。

教学中，教师渗透事物的发展是由内因和外因共同作用的世界观，以及透过现象看本质的方法论。在学习过程中，学生体会事物的发展变化是由内外因共同作用的结果，不能把学习中遇到的困难一味地归因于学习环境、条件或他人，同时能充分发挥自身的主观能动性；能够从现象中分析出事物的本质，思考自己进入课堂学习的目的，挖掘学习的内部动力，变被动为主动，从而更加愉快地构建自己的知识与道德网络。

三、化学平衡

（一）化学平衡原理

可逆反应存在化学平衡状态，平衡时正反应速率与逆反应速率相等、各物质的浓度保持恒定。表面上可逆反应看似静止，实际上是一个动态平衡。马克思主义认为，世界是物质的，物质是运动的，运动是绝对的，静止是相对的。我们要透过平衡态的表象，探究化学平衡的本质。

正反应与逆反应是一对矛盾，当正反应为主要矛盾时平衡向正向移动，逆反应为主要矛盾时平衡则逆向移动。一段时间后反应达到平衡，事物内部矛盾达到对立统一。当外因发生改变，矛盾的对立统一被打破，平衡发生移动。以可逆反应2NO2（g）？葑N2O4（g）？驻H=-56.9 KJ/mol为例，升高温度，正逆反应速率同时增大，但增大程度不同，这对矛盾就会有一个占主要地位。通过观察二氧化氮平衡球可知，温度升高颜色加深，即吸热的方向占主要地位。导致平衡向吸热方向发生移动，是为了减弱升高温度对平衡的影响，体系温度有所下降。一段时间后，反应达到新的平衡，事物内部矛盾再次达到对立统一——正反应速率与逆反应速率再次达到相等。法国化学家勒夏特列通过大量的事实以及相关实验得到勒夏特列原理，用于判断可逆反应的平衡移动方向，在中学化学的学习中学生可以直接运用，但是并非先有原理后出现这样的现象，此为哲学的基本问题，即思维与存在的关系问题。

（二）水溶液中的离子平衡

化学平衡原理普遍适用于水溶液中的所有离子平衡，包括弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡、难溶电解质的沉淀溶解平衡。而水溶液中的各离子平衡亦有其各自的特点，即特殊性。这是事物之间共性与个性、一般与个别关系的具体体现，共性决定了事物的基本性质，是其普遍性，个性揭示了事物之间的差异，是其特殊性。

弱酸的酸式酸根，如HCO3-，在水溶液中存在水解和电离两个过程。水解过程：HCO3-+H2O？葑H2CO3+OH-，有OH-离子产生，使溶液显碱性。电离过程：HCO3-？葑H++CO32-，有H+离子产生，使溶液显酸性，此时水解与电离为一对内部矛盾。当水解为主要矛盾时，溶液显碱性；当电离为主要矛盾时，溶液显酸性。实验证明碳酸氢钠溶液使酚酞变成红色，整个溶液显碱性，说明碳酸氢根的水解过程占了主要地位。在外界条件发生改变时，水解与电离的相对地位发生改变，此时，主要矛盾和次要矛盾发生了相互转化。

在教学中，教师渗透矛盾是事物内部对立统一、事物发展是内因外因共同作用的结果、物质决定意识以及物质是运动的世界观，以及透过现象看本质、抓主要矛盾联系次要矛盾的方法论。学习过程中，学生应构建自己的唯物主义世界观，体会矛盾的普遍性与特殊性；理解外因通过内因起作用，内因是事物发生变化的最根本的依据。当生活中遇到困难，只要自己坚持不懈，一定能渡过难关；在解决问题时能够透过现象看本质，区分事情的轻重缓急，抓住关键，首先解决主要问题。

四、电化学基础

原电池与电解池的共同特点（普遍性）是将氧化还原反应分为两部分在两个区域同时发生，两者亦有各自的特点（特殊性）。最明显的不同点为电解池有外加电源，发生的反应为非自发的氧化还原反应，是将电能转化成化学能的装置；而原电池无外加电源，氧化还原反应能够自发进行，是将化学能转化为电能的装置。以Zn（s）||H2SO4（aq）||Cu（s）组成的原电池为例，锌电极为负极，其电极反应：Zn-2e-=Zn2+，铜电极为正极，其电极反应：2H++2e-=H2。实验中可观察到锌电极不断地溶解，铜电极上有气泡产生。整个电池反应中，锌为还原剂，失去电子、化合价升高、发生氧化反应，H2SO4为氧化剂，H+得电子、化合价降低、发生还原反应。得电子与失电子、化合价的升高与降低、氧化反应与还原反应为这部分原理的三对矛盾。其中，化合价升降是氧化还原反应的表现，有新物质生成是原电池与电解池的现象，两种现象的本质原因都是物質之间电子的得失。得电子与失电子同时发生且数目相同，最终达到内部的对立统一。

教学中，教师要渗透矛盾是事物内部对立统一的世界观，以及透过现象看本质的方法论。学习过程中，学生体会矛盾的普遍性与特殊性，理解从对立到统一是事物自身的发展，生活中遇到的困难都将成为自身进步与发展的动力源泉，道路是曲折的，但是方向是前进的；解决问题时能够辨认出现象背后的本质所在，能够客观地换位思考问题，不被学习生活中表面存在的诱惑吸引而失去自己的学习目标。

五、展望

中学化学中的很多知识，如化学实验、元素周期表与元素周期律、金属与非金属单质及其化合物的化学性质、离子反应以及化学键的形成等都能使用唯物辩证法进行解释；现象相同而本质不同的两个实验也可以使用唯物辩证法解释。在教学中知识与辩证法的有机结合需要进一步研究；将知识中涉及的马克思主义世界观和方法论与三维目标中的情感态度与价值观全面结合并有效应用有待于进一步研究；能够具体运用于哪些教学实践活动，亦有待于进一步探讨。

参考文献：

[1]杨新生.运用唯物辩证法提高学生化学思维能力[J].教学与管理，2002（36）：68-69.

[2]张宇，李荣清，蒋正静.无机化学教学中应重点把握的几个辩证关系[J].当代教育论坛，2011（7）：108-110.

[3]魏有章.滴定分析中的辩证法[J].江苏科技大学学报（社会科学版），2005（2）：106-108.

[4]吴晗清，姚梦娟，赵冬青.化学教学中唯物辩证法教育的实证研究[J].现代中小学教育，2017（3）：47-52.

[5]陈新华，王宏胜.唯物辩证法在无机及分析化学教学中的应用[J].广东化工，2013（9）：214-215.

[6]李奴义.对有关化学平衡问题的自然辩证法阐释及其意义[J].青海民族师专学报，2000（2）：40-41.

[7]李建刚.化学教学中唯物辩证法的运用[J].教学与管理，2002（21）：71-72.

[8]游辛炫，周惠忠.寓唯物辩证法于化学教学中[J].宁德师专学报（自然科学版），1997.

[9]白海鑫，刘小花，刘胜勇，等.唯物辩证法规律在化学教学中的应用[J].海南职业技术师范学院学报（职业教育版），2009.

编辑 张珍珍