建模思想在高中化学解题中的应用研究

2021-08-05黎发明

数理化解题研究 2021年16期

黎发明

(福建省上杭县第二中学 364200)

高中化学习题类型复杂多变，其中部分习题考查学生建模思想的应用，因此，高中化学教学中既要灵活运用多种方法为学生灌输原子核外电子排布模型、共价键模型、晶体结构模型、原电池模型等，又要为学生认真示范建模思想在解题中的应用，使其更好的把握运用模型思想解题的技巧与方法.

一、原子核外电子排布模型在解题中的应用

原子核外电子排布模型是高中化学的重点知识，是高考的重要考点.教学中为使学生灵活运用原子核外电力排布模型解决相关问题，既要注重运用多媒体技术为学生动态展示电子在原子核外的排布、运动情况，给学生留下深刻印象，又要为学生讲解相关的例题，使其更好地理解与掌握电子排布规律，提高运用原子核外电子排布模型解题的灵活性.

例1在元素周期表中一稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s24p6，与其同周期的A、B、C、D四种元素，它们的原子最外层电子数依次为2、2、1、7，其中A、C两元素原子的次外层电子数为8，B、D两元素原子的最外层电子数为18，E、D两元素处于同族，且在该组元素中，E的气体氢化物的沸点最高，则以下说法不正确的是( ).

A.元素C核外电子占据10个元素轨道

B. B元素在周期表中的d区

C.E的气态氢化物沸点最高的原因是HE分子间形成氢键

D.元素D电子排布式为[Ar]3d104s24p5

根据题意以及原子核外电子排布模型可知，稀有气体元素原子的最外层电子构型为4s24p6其处于第四周期.A、C两元素原子的次外层电子数为8，分别对应Ca、K.B、D两元素原子的次外层电子数为18，则对应Zn、Br两种元素.K的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，占据10个轨道，正确.根据Zn的核外电子排布其属于ds区，B项错误.E的气体氢化物为氟化氢，分子存在氢键，正确.D项，Br的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，正确.综上只有B项符合题意.

二、共价键模型在解题中的应用

为提高学生应用共价键模型解题的能力，教学中为学生讲解共价键的分类，尤其借助图表为学生讲解不同共价键之间的区别，帮助学生更好的记忆基础知识.另外，共价键模型涉及的知识点较多，教学中应注重创设相关的问题情境，要求学生根据已学知识进行解答，巩固其所学的同时，使其更好的把握共价键模型本质.

例2氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，性质和卤素相似，则以下判断正确的是( ).

A.在一定条件下可发生加成反应

B.分子中N≡C的键长大于C-C的键长

C.分子中含有2个σ键和4个π键

D.不能与氢氧化钠溶液发生反应

该题目考查共价键模型以及学生的推断能力.A项，卤素单质能和烯烃等发生加成反应，则根据已知条件推断氰气也能，正确.B项，同一周期元素中，原子半径随着原子序数的增大减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径较氮原子大，因此，N≡C的键长小于C-C的键长，错误.C项，一个单键为一个σ键，共价三键中含有一个σ键，两个π键，因此，氰气分子中含有三个σ键和四个π键，错误.D项，根据卤素性质可推断出氰气能与氢氧化钠溶液发生反应，错误.综上A项符合题意.

三、晶体结构模型在解题中的应用

晶体结构模型对学生的空间想象能力要求较高.教学中为提高学生运用晶体结构模型解题的正确率，既要注重借助多媒体技术为学生展示晶体的内部结构，使学生理解与掌握均摊法分析物质的化学式，又要为学生创设新颖的问题情境，在课堂上与学生一起分析，帮助学生找到解题思路，掌握相关的解题技巧，增强运用晶体结构模型解题的自信.

例3如图1为蓝色晶体MxFey(CN)6中的阴离子最小结构单元(图为该晶体晶胞的八分之一).以下判断正确的是( ).

图1

A.该晶体属于离子晶体，M呈+2价

B.该晶体属于分子晶体，化学式为MFe2(CN)6

C.该晶体中与每个Fe3+距离相等且最近的CN-为12个

D.该晶体的一个晶胞中含有的M+的个数为4个

四、原电池模型在解题中的应用

原电池模型是高中化学的重要模型，对学生分析问题的能力要求较高.教学中为提高学生运用原电池模型解题的灵活性，既要在课堂上为学生预留思考、讨论的时间，使学生掌握原电池的工作原理，搞清楚原电池与电解池之间的区别与联系，又要组织学生开展专题训练活动，使学生见到更多的原电池，拓展其视野的同时，使其积累丰富的应用原电池模型解题的经验.

例4某装置分为四部分(1#～4#)可自供电从低浓度的废水中回收铜等重金属如图2所示,以下判断正确的是( ).