高中化学解题中守恒思想的有效运用探析

作者:樊永章 字数:2464

摘要:守恒思想是高中化学的一种重要思想,用于解题中能获得事半功倍的解题效果,因此授课中应注重守恒思想的讲解,引导学生掌握高中化学解题中常用的守恒思想,包括质量守恒、原子守恒、电子守恒等,从而不断提高学生应用守恒思想的解题的意识。

关键词:高中化学  守恒思想  运用策略

在高中化学教学中,教师要培养学生学会运用守恒思想,深刻领会不同的守恒思想的适用条件,使其掌握守恒思想的本质,从而针对具体问题,不断提高高中化学解题能力。

一、提高整体意识,应用质量守恒

学生对质量守恒思维较为熟悉,在初中阶段学习过相关知识。质量守恒思想在高中化学解题中应用广泛,能很好的提高学生的解题效率。为使学生更好的应用质量守恒思想,一方面,为学生讲解相关的应用技巧,明确应用步骤。解题中要求学生具备整体意识,,从整体上把握化学反应,明确要求解的参数,认真分析化学反应物质的变化,寻找质量之间的关系,列出相关关系式进行求解。另一方面,围绕学生所学,创设相关的问题情景,讲解质量守恒思想的具体应用过程,加深学生的认识与理解,为其更好的应用于解题中做好铺垫。

例1,已知AB2为某液态化合物,一定条件下取适量该化合物,按照反应AB2(l)+3O2(g)=AO2(g)+2BO2(g)恰好和氧气完全反应。在标准状况下,测得生成气体的密度为2.56g/L,总体积为336mL。则化合物AB2的相对分子质量为:____。

解答该题时需要认真研究化学方程式,从整体上对化学反应进行把握,从中找到解题突破口。认真观察可知反应前后气体的体积并未发生变化,消耗的氧气的体积和生成两种气体的体积相等。则n(O2)=0.336L/22.4L·mol-1=0.015mol。由方程式中化学计量所关系可知,n(AB2)=1/3n(O2)=0.005mol。生成气体的物质的质量=0.336L×2.56g/L≈0.86g。由质量守恒可知,AB2的质量=m(生成物)-m(O2)=0.86-0.015mol×32g·mol-1=0.38g,则M(AB2)=0.38g/0.005mol=76g·mol-1。通过该习题的讲解使学生意识到应用质量守恒思想解题时,搞清化学反应中物质之间的关系是关键。

二、简化解题过程,运用原子守恒

原子守恒是高中化学中又一重要的守恒知识,常被用在涉及多个反应的试题解答中,能很好的简化解题过程,提高解题效率。为使学生牢固掌握原子守恒知识,灵活应用于解题中,授课时应为学生灌输原子守恒思想,并结合学生所学选择与讲解有代表性的例题,使其亲身体会原子守恒思想在解题中的便利,以及应用中的相关细节,即,首先要确定反应中都参与的原子,找到原子在反应中的去向以及存在形式。而后结合具体的化学反应方程式,运用原子守恒思想,进行认真的计算。

例2,实验中取铜粉1.92g与适量的浓硝酸发生反应。待铜粉全部消失后在标准状况下测得生成的NO2、NO混合气体共1.12L。则参加反应的硝酸的物质的量为:___。

该题目涉及的反应较为复杂,但N原子的去向较为明确,因此可使用原子守恒思想进行求解。N原子一部分存在于Cu(NO3)2,一部分存在NO2、NO之中。其中存在于Cu(NO3)2中的N原子的物质量=1.92g/64g·mol-1×2=0.06mol。又因为生成了气体中存在如下关系:HNO3~NO,HNO3~NO2,因此存在于气体中的N原子的物质的量=1.12L/22.4L·mol-1=0.05mol。由N原子守恒可知参加反应的硝酸的物质的量=0.06mol+0.05mol=0.11mol。通过该题目的讲解使学生认识到应用原子守恒思想解题时,明确守恒的原子去向以及与其他物质的关系是保证正确解题的前提。

三、理清得失关系,运用电子守恒

电子守恒是化学反应遵循的重要规律。一些看似难度较大的化学试题,运用电子守恒思想解答可迎刃而解。因此授课中,为学生讲解电子守恒的重要性,使其能够正确分析相关化学反应的电子得失关系,掌握扎实的电子守恒知识,为更好的用于解题中做好铺垫。同时,围绕学习的重要化学反应,设计相关的问题,鼓励学生运用电子守恒思想进行解答,积累应用电子守恒思想解题的经验,不断提高其运用电子守恒分析与解答化学问题的意识,实现解题效率与解题能力的双重提升。

例3,将76.8mg的铜和足量的浓硝酸进行反应。铜完全消耗后,如果溶液中NO3-减少了2×10-3mol,则H+减少了:___mol。

题目中因无法确定反应中生成NO2、NO的具体的量,因此无法根据化学方程式进行求解。考虑到反应中电子得失守恒,可运用电子守恒思想进行解答。H+在反应中生成了水。而水中的氧原子来自于硝酸转化为NOx后减少的氧,因此可理清反应中电子之间的关系:NO3-(减少)~NO2~e-~2H+;NO3-(减少)~NO~3e-~4H+,即,n(H+)=2n(NO2)+4n(NO)。由此可知,求解出NO2和NO的量便不难得出减少的H+物质的量。设生成的NO2和NO物质的量分别为x、y,由N原子守恒可得x+y=2×10-3mol,由电子守恒可知x+3y=2×76.8×10-3g/64g·mol-1,联立以上两式解得,x=1.8×10-3mol,y=0.2×10-3mol,则减少的H+物质的量=2x+y=2×1.8×10-3mol+0.2×10-3mol=4.4×10-3mol。通过该题目的讲解使学生深刻认识电子守恒思想在解题中的重要作用,很好的提高了其运用电子守恒思想解题的意识。

综上所述,高中化学教学中,要想学生彻底掌握相关的守恒思想,灵活运用于解题中,不断提高其学习能力,除做好相关例题讲解外,还应引导学生结合自身实际,有针对性的进行训练,加深对各种守恒思想的深入理解。同时,鼓励学生做好不同守恒思想的应用经验总结,分析各守恒思想适用的题型,能够迅速根据题设条件,运用对应的守恒思想,实现高效、正确解题。

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