在读写用中培育三重表征的思想方法

赖天浪 罗月旺

摘要：化学方程式是简洁且内容丰富、内涵深刻的专用符号。作为表示化学反应的工具，化学方程式是九年级学生学习的难点。在教学中，要根据学生学习的具体情况，选择适当的内容适时地开展专题复习，通过引导学生从宏观变化、微观本质和符号表征三个方面进行深度学习，帮助理解和形成“三重表征”的思想方法，变化学用语的“死记硬背”为“活学活用”。

关键词：九年级化学;化学方程式;三重表征

文章编号：1008-0546（2019）05-0039-04

中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.05.013

一、基于学情的小专题复习教学背景

化学方程式是化学学习的重要内容和工具。但多数学生在化学方程式的学习过程中主要以“死记硬背”为主。随着学习内容的增加，接触到的化学反应数量也不断增加，如果没有掌握化学方程式的学习方法，学习困难可想而知。为此，有必要在化学方程式的学习过程中，视学生对化学方程式的理解和掌握情况，开展以“三重表征”培育为目的的小专题学习。

二、小专题复习教学目标的设置

1.通过分析特殊情景下的物质变化的条件和结果，能分析、推理和正确判断相对陌生的化学反应中的物质的变化，并能用化学符号正确表示。

2.通过使用化学用语从定性和定量角度分析物质的组成与变化情况，深刻理解化学方程式的涵义，初步形成“宏观现象一微观分析一符号表征”的学科思想方法，提升化学方程式的读写和简单应用能力。

三、小专题复习的教学评价

1.通过“活动任务1”进一步明确化学方程式书写步骤，提升化学方程式的读写和配平的能力，达成和检测目标1的完成情况。

2.通过“活动任务2”提升对化学方程式内涵的理解以及应用能力，促进三重表征思想方法的初步形成，并通过变式训练检测目标达成情况。

四、小专题复习的教学过程设计

[引入新课]我们已经学过了不少化学反应，如水在通电条件下分解生成氢气和氧气，请结合水分解的装置图和变化的微观图示（如图1），写出该反应的化学方程式，并说明其表示意义。

设计意图：水分解的化学方程式为2H2O=通电2H2↑+O2T↑它有三种表示意义“在通电条件下，水分解生成氢气和氧气，”“在通电条件下，每2个水分子分解得到2个氢分子和1个氧分子，”“在通电条件下，每36份质量的水分解得到4份质量的氢气和32份质量的氧气”。在这一过程中引导学生梳理化学反应的宏观变化、微观本质与化学符号三者间的关联，理解化学方程式是用简洁的化学用语全面和准确地表示物质的化学变化，不仅可以直接表示化学变化时物质的微粒的数量比，还隐含着物质变化时的质量关系。这一过程，要避免“符号教学文本化”，防止学生把化学符号当作“第二门外语”而造成学习困难。

[过渡]本节课，再通过小专题的形式进一步理解和掌握化学方程式的涵义和应用的知识。

活动任务1：化学方程式的读与写

问题组1：请阅读材料，根据题给信息，分析、推断有关的反应物或生成物，并写出有关反应的化学方程式。

（1）发生地震时，地壳中的水蒸气和氧化亚铁在高温条件下作用，产生氧化铁和一种气体单质。该气体被公认为是目前地震预测时的灵敏元素。试写出该气体在地壳中产生的化学方程式。

设计意图：蔡红等的研究指出为保证化学方程式教学有效性，要让学生亲身经历完整的化学方程式书写过程。所谓的经历，应当不只是对化学变化的简单的观察，更是要让学生通过观察和思维，对物质化学变化过程中的宏观现象、微观本质进行联系，最后用化学符号进行准确的表征。同时，学生对化学方程式的使用技能的掌握是建立在对化学方程式和对化学反应的理解基础之上。众多的研究都表明化学方程式的书写不是简单的操作技能，而是需要全面理解化学物质在一定条件下所发生的变化情况和变化现象，要注意通过引导学生阅读、分析与观察特定的化学事实，最后才能用化学符号简洁、科学地表达特定情境下的化学反应事实，进而形成学科技能，为后续学习打下基础。在教学中要注意发现学生答题中的错误，如，化学式符号的书写，生成物的推断，反应条件与箭号的正确标注等，通过化学式、反应条件等的读与写同步进行完成化学反应的符号表示。

小结：化学方程式是用来准确表示化学反应的符号，因此要遵循反应的客观事实，既要注意反应物、生成物、反应发生的条件等不能错写，也要注意符合反应中的质量变化关系，即“质量守恒定律”，这在书写过程中表现为“配平”。因此，有关化学方程式的读写可归纳为“左边反应物，右边生成物;写明化学式，微粒要配平;短线改等号，条件要注明;生成气体或沉淀，是否箭号来标明”。

反馈与训练：乙炔（c2H2）、乙醇（c2H5OH）等物质都是常用的燃料，在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水，请写出相关反应的化学方程式。

设计意图：化学方程式的配平是正确书写化学方程式的另一个重要环节，要求“快”和“准”。要达到这一要求，最为重要的是“认真观察”，可称之为“观察法”。通过观察把握反应物和生成物的组成特点和转化关系，然后灵活应用诸如“奇偶配平法”“最小公倍数法”等多种方法进行配平。对于稍微复杂的物质间的转化，还可用“设1法”，如对于乙炔、乙醇等物质燃烧。

归纳小结：在学生练习与展示的基础上，进行化学方程式的配平技巧和方法的点拨。明确“无招胜有招，有方法但无定法”，有时甚至是几种方法都可以用，如乙炔燃烧化学方程式的配平，设1法，先对组成较为复杂的物质C2H2的化学计量数设为1，则根据原-子间的关系依次得到，1-？2-1;接下来，可确定O2的为5/2;最后，再同时乘以2，可得到化学计量数为“2-5-4-2”;或奇偶配平法，观察反应物中的C/H/O原子个数肯定都是偶数，因此从生成物入手，H20计量数假定为2（让奇数变为偶数），则可得计量数依次为“2-？-4-2”，最后比较氧原子情况可确定O2的计量数为5。配平时，认真觀察物质的组成与变化特点，找到配平的起点十分重要。从起点出发，先配两边出现次数较少的元素，尤其是只出现一次的元素;最后才配平左右出现次数较多的元素。出现较多的通常还会有以单质形式出现，如上述题中的氧气，放在最后进行配平，且配平过程可以出现分数形式，但最终结果要转换成最简整数比。

活动任务2：化学方程式与物质质量变化的定量分析

过渡：化学用语，含化学式与化学方程式都是专用的化学符号，可用来表示物质组成与变化。从“宏观现象一微观分析一符号表征”的角度，分析和应用化学符号的表示意义，解释和解决化学组成与变化的问题，是化学学习的重要内容和思想方法。

问题组2：在一密闭容器中，有氧气、二氧化碳、水蒸气及一种未知物质M，在一定条件下充分反应，所得反应前后各物质的质量关系如下表。已知M的相对分子质量为32。请结合表1的数据回答问题。

（1）x=__。

（2）将反应中各物质的质量变化关系填写在表格中。

（3）M物质中一定含有哪些元素？

（4）写出该反应的化学方程式：___。

设计意图：这是一道常见考题，可以根据反应前后物质质量的变化关系进行分析，发现M物质完全消耗，即x=0;确定反应中物质间的质量比依次是“64：96：88：72;对反应物、生成物组成简单分析，即可确定M一定含有碳、氢元素，但对于M中是否含有氧元素，常规方法如下。

方法二：根据物质的组成分析，反应中生成88g二氧化碳和72g水，其中含有氧元素均为64g，即生成物中含有氧元素共64g+64g=128g，但氧气仅消耗96g，即M中肯定还含有氧元素。其余同上。

应用上述方法进行解题，能较快地完成题（1）一（3），但对于M物质的化学式的确定，涉及物质组成的宏观与微观两个不同角度的分析，对抽象思维能力要求较高，多数学生难以掌握。因此，这部分内容需放手，让学生进行交流、讨论、分析、推理和计算。在学生全面分析与计算基础上，让学生进行展示，并根据学生的计算结果引导开展“逆向思维”，分析梳理的过程如下：

其中，前面两种可从化学方程式直接看出，是化学方程式的显性意义;最后一种，是通过化学计量数和相对分子质量计算得到，可以看作是化学方程式的隐性意义。但是，如果转换观察的角度，直接告知物质的变化情况，即如题中告知“M、氧气、二氧化碳和水的物质质量变化关系为64：96：88：72”，则这些成为物质变化的显性关系;此时物质变化时的微粒因其极其微小，肉眼无法直接观察所以数量关系不明确，可以看作是物质变化时的隐性关系。则，有该反应可用符号表示为“aM+bO2→CCO2+dH2O”，其中四种物质的相对分子质量分别为32、32、44、18。显然，四种物质的质量关系为64：96：88：72=（aX32）：（b×32）：（c×44）：（dxl8），由此可知该反应中四种物质分子间的数量关系，即化学方程式中的计量数为“2-3-2-4”，即化学方程式可表示为2M+3O2=2CO2+4H2O。对比前后原子的变化情况可知M的化学式为CH4O。至此，可较为巧妙和直观地解决相关问题。

归纳小结：此类考题的常规解法是根据化学式分析物质组成，从而确定其微观构成情况。但是，如果能深刻理解化学反应与化学方程式不同角度的显性和隐性的表示意义，紧扣物质变化建立起的“宏观现象微观分析”的思想方法，即“宏观现象-微观本质-符号表征”，分析过程更为简洁，计算量更小。反过来，还能帮助理解化学方程式的表示意义。这类问题分析的关键是要从不同角度分析物质的变化及其符号表示，深刻发掘“宏观现象、微观本质、符号表示”的关系，找出“宏-微-符”间的联系。

反馈与训练：天旱时，常用以“偏二甲肼”为主要燃料的单级小火箭发射碘化银进行人工降雨。已知偏二甲肼的相对分子质量为60。现取3.0g偏二甲肼在O2中充分燃烧后生成4.4gCO2、3.6gH2O和1.4gN2三种物质，由此可知偏二甲肼由一种元素组成，其化学式为___，该反应的化学方程式是__。

活动任务3：课堂小结

组织学生进行归纳整理，本节课复习的主要内容有哪些，在学科知识、解题方法和能力方面学到了什么，还有些什么困惑？

[归纳总结]化学方程式是用简洁的化学符号准确地表达物质化学变化时的“质”与“量”的变化情况。从微观角度看，化学反应的本质就是构成物质的微粒在一定条件下发生重新组合。在这组合过程中，不仅发生物质的“质”即种类的变化，还有反应物、生成物间的微粒数量和质量关系，即“量”的关系。因此，从微观本质角度看“这些变化与变化关系都是由构成物质的微粒发生重新组合的结果”。在化学学习中要能从宏观、微观不同角度，更深入地认识化学反应，通过全面分析帮助深刻理解化学方程式的表示意义。这是化学学科的学习内容，也是学习化学的思想方法。在学习时，要特别注意以下两点：理解化学方程式与化学反应中“质”与“量”变化的“二重三種”变化关系，初步了解化学方程式中隐性与显性的涵义;注意对物质组成与化学变化的宏观、微观与符号表示的“三重表征”思想方法的认识，能从不同角度分析化学问题。

化学方程式读写用的注意事项：

（1）化学式的读与写。读名称，写符号。

（2）化学方程式配平的简单方法：观察法、奇数配偶法、设1法。

（3）化学方程式中常用符号的表示意义及使用：

a.反应条件的标注，常见的有：点燃、加热（△）、高温、催化剂等。

b.生成物中的特殊现象的表示，如“T”“↓”号的使用。

（4）理解化学方程式的三种表示意义，明确其中的宏观、微观和符号表示的相互关系，能进行正向和逆向思维分析、推理和进行简单计算。

[课后作业]整理本节学习内容，完成两道补充练习。

1.指出下列化学方程式书写正确的有哪些，并对错误的进行订正。

2.甲烷硅是一种无色无味的可燃性气体，已知3.2g甲烷硅在空气中完全燃烧生成6g二氧化硅和3.6g水蒸气。试分析，甲烷硅是由——种元素组成;已知甲烷硅的相对分子质量是32，则其化学式为——;试写出该反应的化学方程式——。