数形结合在高中化学教学中的应用

摘 要：数形结合是一种重要的思想，用于解题中可大大简化步骤，提高解题效率.为提高学生应用数形结合解题的意识，掌握相关的应用技巧，高中化学教学中应围绕具体的例题为学生讲解数形结合的具体应用，使其把握应用数形结合解题的相关细节，促进应用水平更好的提升.

关键词：教学;数形结合;应用;高中化学

中图分类号：G632      文献标识码：A      文章编号：1008-0333（2021）12-0088-02

收稿日期：2021-01-25

作者简介：杨春辉（1984.2-），女，江苏省连云港人，中学中级教师，从事初中化学教学研究.

众所周知，图形可将抽象的过程、参数直观的展现出来，可涵盖很多信息，能很好的考查学生的综合能力.高中化学涉及很多的图形，尤其一些化学反应图像，是高考的常考知识点.为使学生在考试中取得理想成绩，教学中应注重数形结合的应用讲解，使其掌握這一重要的解题技巧.

一、提高数形结合应用意识结合所讲化学知识，注重优选经典的例题，在课堂上为学生深入的剖析，传授数形结合应用技巧，使其感受数形结合在解题中的便利，提升数形结合应用意识.

例1 将一定量的CO2通入到100mL NaOH溶液中，充分反应后向溶液中逐滴加入0.2mol·L-1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图1所示，则（  ）.

A.原NaOH溶液的浓度为0.1mol·L-1

B.通入CO2的体积（标准状况）为448 mL

C.所得溶液中溶质的物质的量之比为n（NaOH）∶n（Na2CO3）=1∶3

D.所得溶液中溶质的物质的量之比为n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）=2∶1

由图可知盐酸加入到25 mL才开始有气体产生，两个过程消耗盐酸的体积为1∶3，则对应溶质中物质的量之比为n（NaHCO3）∶n（Na2CO3）=2∶1，D项正确.由Na原子守恒可知，NaOH溶液的浓度为0.1 L×0.2 mol·L-1/0.1 L=0.1 mol·L-1 ，A错.由碳原子守恒可知CO2物质的量为0.075L×00.2 mol·L-1=0.015 mol，对应标准状况下的气体体积为336 mL，B错误.

二、做好数形结合应用点拨为提高学生数形结合应用水平，教学中应注重给予学生应用点拨，使其认真观察图形，分析各阶段发生的化学反应，根据图形中的参数找到反应中相关物质的变化规律，实现快速解题.

例2 将NaOH溶液不断的加入到AlCl3与MgSO4混合溶液中，得到沉淀的量与加入NaOH溶液体积如图2所示，则原溶液中Cl-与SO2-4物质的量之比为（  ）.

A.1∶3   B.2∶3   C.6∶1   D.3∶1

滴加NaOH溶液先有Al（OH）3与Mg（OH）2沉淀生成.随着NaOH溶液的继续滴加Al（OH）3溶解，溶液中只剩Mg（OH）2沉淀.其中AB段为Al（OH）3溶解所需的NaOH为0.1 L，根据NaOH～Al（OH）3～NaAlO2，可知生成Al（OH）3消耗的NaOH0.3L，则生成Mg（OH）2沉淀消耗NaOH 0.1 L，则原溶液中n（AlCl3）∶n（MgSO4）=2∶1，则Cl-与SO2-4物质的量之比为6∶1，正确选项为C.

三、注重数形结合应用训练为提高学生数形结合应用水平，应注重围绕学生不易理解的知识点，创设相关的问题情境，对学生进行针对性的运用训练，实际在训练中积累数形结合应用经验，使其在以后的解题中少走弯路.

例3 常温下将CO2持续通入到1L pH=10的NaOH溶液中，通入CO2的体积（V）与溶液中水电离出的c（OH-）的关系如图3所示，下列说法错误的是（  ）.

A.d点溶液中：c（Na+）=2c（CO2-3）+c（HCO-3）

B.c点溶液中：c（Na+）>c（CO2-3）>c（HCO-3）

C.b点溶液中：c（H+）=1×10-7mol·L-1

D.a点溶液中：水电离出的c（H+）=1×10-10mol·L-1

由图可知在d点溶液呈中性，即c（H+）=c（OH-），由电荷守恒可知，A正确.当水电离出的OH-离子浓度最大时，表明溶液为Na2CO3溶液，其促进水的电离，因此，B项正确.b点的溶液为碱性溶液，其抑制水的电离，因此，c（H+）<1×10-7mol·L-1，错误.水电离的氢离子与氢氧根离子浓度相等，在pH=10的NaOH溶液中，c（H+）=1×10-10mol·L-1，H+来源于水的电离，因此，D正确.

四、重视数形结合应用拓展为拓展学生的视野，提高学生运用数形结合解答化学问题的灵活性，应组织学生开展应用拓展活动，给其解题思维带来良好的启发，尤其在拓展中鼓励其相互交流经验，相互借鉴解题技巧，促进其应用水平的进一步提升.

例4 向一体积不变的密闭容器中加入2mol A，0.6mol C与一定量的B三种气体.一定条件下发生反应各物质浓度随时间变化如图4，图5为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件，已知t3-t4阶段使用催化剂，图4中t0～t1阶段未画出.下列说法错误的是（  ）.

A.在温度下的化学反应方程式为：

2A（g）+B（g）2C（g）

B.t4～t5阶段改变的条件为减小压强

C.B的起始物质的量为1.0mol

D.在相同条件下，若起始时容器中加入amol A，bmol B与cmol C，要达到t1时刻同样的平衡，a、b、c要满足的条件为a+2c/3=2.4、b+c/3=1.2

观察图5中t3～t4、t4～t5平衡未发生移动，表明改变的条件只能是压强或者催化剂，因此可知该反应为等体积变化的反应.在结合图4变化的物质的量可知，发生的反应为2A（g）+B（g）3C（g），A错误.t3～t4平衡较原来平衡速度加快，而t4～t5速率变慢，结合已知条件可知B项正确.根据图4中的数据可知容器体积为2 L，不难算出B的起始物质的量为1.0mol，C项正确.D项为等效平衡，正确.

高中化学教学中应认识到数形结合在解题中的重要地位，积极围绕学生所学内容，为其讲解经典的例题，并给予应用时的点拨.同时，做好做好日常以及拓展训练，使其不断积累实战经验，扎实掌握这一重要解题技巧.

参考文献：

[1]韩艳红.巧用数形结合法优化化学教学[J].基础教育研究，2019（16）：56-57.

[2]王皖娣.化学教学中的数形结合问题研究[D].天津：天津师范大学，2016.

[3]张明山.高中化学教学中数形结合思想教学的对策和实施[J].化学教学，2007（06）：62-66.

[责任编辑：季春阳]