作图法在高中化学解题中的应用研究

陈淑惠

(福建省平和第一中学 363700)

在高中化学解题中，学生经常会面临着各种各样抽象的化学问题，但由于学生的空间想象能力有限，无法快速、有效地解答问题，这就需要教师帮助学生找到更加方便、易懂的解题方法.其中，作图法就是应用性较强的解题方法，学生可以借助图像分析化学问题，从而直观地寻找到化学解题的出路.因此，本文将结合高中化学有关知识，具体谈谈作图法的应用方式.

一、作图法在高中化学原子核外电子的排布问题中的应用

原子核外电子排布是高中化学的一个重要知识点，也是化学考试经常涉及的问题.但是，原子核外电子排布知识点较为抽象，与之相关的化学问题也变得抽象起来，如果学生缺乏良好的空间想象以及逻辑推理思维，将很难进行有关问题的解答.其中，学生应该学会结合一些原子结构示意图，以探究核外电子排布的一般规律，从而掌握其存在的规律及特点，进而寻找到解题的思路与方向.

如以下题目为例：某元素(核电荷数小于20)最外层电子数是次外层电子数的a(1

分析这道化学题目涉及到核外电子排布的有关知识点，学生回答问题时需要按照电子层数进行分析讨论.但是，在此过程中，如果学生只会冥思苦想不懂得结合实际的原子结构示意图，也将无法得出问题的答案.同时，对于一些想象能力较弱的学生，也建议他们花费一些时间，利用作图法先画出一个原子结构示意模型，如图1所示：

图1

然后，结合相关的原子结构示意图，利用假设法对电子层数进行分析.其中，学生可以假设该原子核外有3或者4个电子层，并按照上述示意图画出相应的电子层，再根据题目中给出的条件：最外层电子数是次外层电子数的a(18)，但是从核外电子的排布规律来看，这种计算结果不符合核外电子排布规律.所以，学生可以很快的否定这个答案.那么学生可以转变思路，假设该原子核外有2个电子层，得出最外层电子数为2a(2a<8)，这个假设符合核外电子的排布规律，所以可以求出核内的质子数为2a+2.

二、作图法在高中化学反应速率问题中的应用

每当学生遇到复杂的化学问题时，都会失去解题的兴趣和信心.这是因为化学题目往往比较冗长，而且提及到的数据信息多，让学生一时之间摸不着头脑，抓不住题目的重点信息，从而降低了学生的解题积极性.其中，在解答化学反应速率有关问题时，学生经常会看到题目中存在比较多的反应方程式和数据信息，那么学生就需要结合一些有效的方法，对这些数据信息进行加以区分和利用，才能有效解答出问题的答案.

分析在这道化学反应速率题目中，学生需要从化学反应前、中以及后几个阶段，展开逐步地分析与探究，才能有序地寻找到问题的答案.同时，学生也要懂得利用这道题目的化学方程式，从而在化学反应中寻找到解题的突破口.其中，在进行分阶段探讨化学反应速率时，学生可以利用作图法的形式，绘制相关的数据分析图(如图2所示)表(见表1)，以更为直观地寻找到化学问题的答案.

根据化学反应：

表1

那么根据上述的图表，学生可以直观地进行化学反应速率的分析与探究，从而得出：v(H2)=2 mol÷0.5 L÷5 min=0.8 mol/(L·min)

CO的转化率=(1 mol÷2 mol)×100%=50%

可见，在分析化学反应速率题目时，学生应该懂得结合一些作图法，如绘制具体的图表，以将数据分析进行归纳和汇总，从而更好地引导学生展开问题地分析与探究，进而培养学生养成良好的绘制图表的习惯，最终提升学生的化学解题能力.

三、作图法在高中化学溶液的酸碱性问题中的应用

溶液的酸碱性也是高中化学的一个比较重要的知识点，而看似简单的化学知识点，却在实际的问题解答中让学生感觉到困扰.首先，学生不懂得抓住题目的关键点；其次，学生对问题的分析不够透彻，导致解题的失败.最后，受到传统固有思维的束缚，不懂得结合图像等形象直观地解题方式来解答问题，促使解题陷入困境.

以下面这道化学溶液酸碱性问题为例：在这道题目中，使用AG来表述溶液的酸碱度，其中AG的定义为AG=lg(c(H+)c(OH-)),那么下列哪些说法是正确的？

(1)在25℃时，若溶液呈现中性，其pH=7,AG=1.

(2)在25℃时，若溶液呈现酸性，其pH<7,AG<0.

(3)在25℃时，若溶液呈现碱性，其pH>7,AG>0.

(4)在25℃时，若溶液的pH与AG的换算公式为AG=2.

分析对于该道化学问题，由AG=lg(c(H+)×c(OH-)),学生可以懂得其与数学中的常用对数函数y=logx有相似之处，那么学生则需要根据题意，利用作图法画出AG的纵坐标图，如图3所示：

图3

根据上述坐标图像，学生可以得到：当溶液呈现中性，c(H+)c(OH-)=1，那么pH=7,AG=0，所以(1)问是错误的；当溶液呈现酸性，c(H+)c(OH-)>1，那么pH<7,AG>0，所以(2)的表述也是错误的；当溶液呈现碱性，c(H+)c(OH-)<1，那么pH>7,AG<0，所以(3)的表述也是错误的；那么剩下的也只有(4)的表述是正确的，所以学生可以快速地寻找出答案为(4).通过这种直观地作图法，学生也可以快速、简洁地分析化学溶液的酸碱性问题，使得学生的空间思维以及作图能力都有所提升.

综上所述，作图法是高中化学解题教学的一种重要方法，且具有一定的生动性和形象性的特点，非常适用于抽象的化学问题解答.在本文中，主要结合了一些具体的高中化学问题，如原子核外电子排布、化学反应速率以及溶液酸碱性等问题，对作图法展开了适当的分析，以期引导学生体会作图法的应用价值.