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从高考对学科核心素养的考查谈化学平衡复习

2018-09-11

福建基础教育研究 2018年8期
关键词:化学平衡容器高中化学

林 刚

(南安市侨光中学,福建 南安 362 314)

从2017年开始,教育部考试中心努力探索构建“一核四层四翼”的高考评价体系,着力考查学生的学科核心素养。在新的背景下,如何在高三复习中落实高中化学学科核心素养、提高复习效益是很多一线教师关注的课题,笔者以“化学平衡”的复习实践为例,谈谈对学科核心素养的理解。

一、高中化学学科核心素养的内涵和理解

(问题略)

试题围绕与H2S相关的化学知识展开,创设相应的问题,考查了物质酸碱性强弱的判断、热化学反应方程式的书写、计算,化学反应平衡转化率及平衡常数的计算、化学平衡的移动与平衡的影响因素等知识点。

高中化学学科核心素养是学生发展核心素养的重要组成部分,是指学生通过高中化学课程的学习,在深入理解化学学科特征的基础上,所获得的适应终身发展和社会发展需要、具有化学学科特质的关键能力和必备品格。[1]主要包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任等五个维度。

如果说学科基础知识和学科能力是学生发展化学核心素养的基础,那么高中化学学科核心素养的实质可以理解为化学学科思想方法。在高中化学学习中,涉及到物质思想、变化思想、守恒思想、辩证思想、绿色化学思想等。通过这些思想的学习可以让学生很好地认识到化学是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化及其应用的基础学科,有助于学生形成正确的世界观和科学的方法论。

二、高三化学复习教学中落实学科核心素养的实践——以“化学平衡”为例

1.高考试题考查化学核心素养例析

例1.2017年高考理科综合全国I卷第28题

近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题:

表1 例1考查的化学学科核心素养

2.在复习教学中落实学科核心素养——以“化学平衡”为例

“变化观念与平衡思想”的内涵很丰富,涉及到化学变化的条件、限度、能量转化等,要求学生能从微观视角分析化学变化的特征、本质,能从定性、定量角度对化学反应进行分析和研究,能用守恒观、动态平衡观看待和分析化学变化等。[2]因此,在落实“变化观念与平衡思想”核心素养时应该引导学生多角度、动态地分析可逆反应。以复习“判断一个可逆反应是否达到化学平衡状态”为例,这是一个重要知识点,其根本方法是要从可逆反应达到化学平衡状态后所具有的“等”和“定”两个特征进行判断,复习中可设置如下例题进行训练:

例2.(1)在一定温度下的恒容容器中,发生反应2A(g)⇌B(g)+3C(g),当出现下列情况时,能说明反应达到平衡状态的有______。

A.c(A):c(B):c(C)=2:1:3

B.B在混合气体中的百分含量不变

C.容器内压强不再变化

D.容器内气体的密度不变

E.混合气体的平均相对分子质量不再变化

(2)若反应改为 2A(g)⇌B(s)+3C(g),能说明反应达到平衡状态的有______。

(3)若反应改为 2A(s)⇌B(g)+3C(g),能说明反应达到平衡状态的有______。

(4)若恒容容器改为恒压容器,能说明反应达到平衡状态的有______。

通过以上问题的训练,学生对于可逆反应未达平衡之前的“动”与达到平衡后的“定”会有比较深刻的认识。如“容器内气体的密度不变”一定能说明反应达到平衡吗?通过问题(1)和(2)的对比可知,定容条件下混合气体的密度不变能否用于判断可逆反应达到平衡关键在于混合气体的质量是否随着反应的进行发生变化。同样,某种气体的百分含量不变就是“定”吗?通过问题(3)可知,某种气体的百分含量不变不一定就是“组成固定”。再通过问题(4),把“恒容容器”改为“恒压容器”让学生训练,可以很好地提升对“定”的理解。通过类似的复习,可以很好地突破判断可逆反应达到化学平衡状态的问题。

再如,复习化学平衡常数时经常要涉及到多个平衡体系同时存在的情况,在使用K进行有关计算时,不同反应中的同一物质的浓度该如何考虑?复习时,可设置如下例题进行训练:

例3.(1)在一定温度下,在一个恒容的密闭容器中,充入一定量的 NH4I(s),NH4I分解生成 NH3(g)和HI(g),生成的HI(g)又分解为H2(g)和I2(g)。若平衡时 HI(g)为 2mol,H2为 0.5 mol,请计 算 该 温 度下NH4I(s)⇌NH3(g)+HI(g)的平衡常数。

(2)氨法脱硫过程中,当吸收液pH=6时,=_______。(已知:25°C 时,Ka1(H2SO3)=1.5×10-2;Ka2(H2SO3)=1.0×10-7)

(3)常温下,HCl和 CuCl2的混合溶液中,c(H+)=0.30 mol·L-1,c(Cu2+)=0.10 mol·L-1,往该溶液中通往H2S至饱和(H2S的近似浓度为0.10 mol·L-1),___(填“能”或“不能”)出现沉淀,用必要的计算过程和文字说明理由:______________。

通过这些问题的思考、分析与总结,学生能较好地运用动态平衡的观点看待和分析化学反应。

三、基于化学学科核心素养培养的高三复习建议

1.教学内容应围绕核心概念、主干知识

在教学及复习内容上应侧重选择离子反应、氧化还原反应等核心概念和主干知识,如氧化还原反应概念的复习,可以和离子共存、电化学、试剂的保存、氧化还原滴定、沉淀的转化等学科的主干知识相互联系。这种基于核心概念的教学,有利于学生更好地学习化学基础知识,在学习核心概念的基础上,学生更容易进行有意义的学习,在高三化学总复习中比较容易形成系统化的知识网络。

2.教学方式应突显培养学生的学科思维

核心素养中提及的关键能力,在化学学科中主要体现为自主学习能力、获取、处理并运用信息的能力、思维能力,其中思维能力是核心。[3]因此,在教学方式上教师应尽可能地选择运用能较好地培养学生学科思维能力的教学方式,如问题式教学、情景教学、思维导图等。

3.教学手段应突出学科特点

化学是一门实验科学,通过实验探究可以培养学生的合作精神、探究能力、创新意识等。因此,在教学中,教师要积极创造条件,引导学生开展实验探究。此外,基于化学学科“宏观—微观—符号”相结合的研究方法,应该将三重表征作为重要的教学手段和学习方法。同时,还要引导学生注重通过收集有效证据,并基于证据进行合理的推理。

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