化學(xué)問題的思維意識

歡迎化學(xué)問題的思維意識陳澤龍福建省廈門

市第一中學(xué)電話8361518Emailfaczl@163.com基本觀點學(xué)生在應(yīng)試情景下解決化學(xué)問題，并不是按邏輯分類的解題方法進行思維，而是依據(jù)閱讀題目時對題目問題產(chǎn)生的總體知覺和原潛在的思維意識作出解題反映的。學(xué)生解決化學(xué)問題，不僅需要相關(guān)的化學(xué)知識，還要有正確的解題觀點，明確而完善的思維意識。

基本觀點所謂思維意識，就是人們對所面臨問題的一種自然反映，是大腦對所面臨問題與原有思維經(jīng)驗的一種自然鏈接。

學(xué)生解決化學(xué)問題的思維意識，是影響學(xué)生解題能力的關(guān)鍵因素。

思維的發(fā)生、發(fā)展和思路的形成，總是受某些思維意思的支配

思維意識是思想方法、思維經(jīng)驗的積淀，是思維習(xí)慣的養(yǎng)成。

形成完善而穩(wěn)定的思維意識，需要引導(dǎo)、學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。學(xué)生解決化學(xué)問題

應(yīng)具備的思維意識方程意識價態(tài)意識守恒意識轉(zhuǎn)化意識類比意識分類意識整體意識聯(lián)想意識具體化意識直觀化意識揣測意識順難則反意識

一、方程意識

自覺運用代數(shù)方程式或化學(xué)方程去分析和解決化學(xué)問題的思維意識。代數(shù)方程意識自覺將化學(xué)問題轉(zhuǎn)化成代數(shù)問題的思維意識。

化學(xué)方程意識

借助化學(xué)方程式解決問題的思維意識化學(xué)方程式中蘊涵許多信息，這些信息又往往是解決化學(xué)問題的重要條件?；瘜W(xué)方程式是化學(xué)中的一種特殊語言，用于闡述化學(xué)原理特別有說服力。

1.進行化學(xué)計算

2.發(fā)掘解題條件

3.表述化學(xué)原理

4.解釋化學(xué)現(xiàn)象2.發(fā)掘解題條件例

已知Ag2HPO4和Ag3PO4均為黃色難溶于水的固體?，F(xiàn)把

0.200mol/L的AgNO3溶液與0.100mol/L的K2HPO4溶液等體積混合，生成黃色沉淀。試設(shè)計一個簡單的實驗證明生成的沉淀是Ag2HPO4還是Ag3PO4。實驗所用的試劑只能從NaOH溶液、氨水、鹽酸、硝酸、酚酞試液、石蕊試液等藥品中選取。

K2HPO4+2AgNO3=Ag2HPO4↓+2KNO3

K2HPO4+3AgNO3=Ag3PO4↓+2KNO3+HNO33.表述化學(xué)原理例

用大試管收集一試管NO2氣體，倒扣在盛水的水槽里，不久看到試管里紅棕色氣體消失，試管里水面至容積的大約

2/3

處，再往試管里通入適量的氧氣，有出現(xiàn)紅棕色，接著紅棕色消失，液面又上升。試解釋上述現(xiàn)象發(fā)生的原因。二、價態(tài)意識運用元素化合價分析和解決化學(xué)問題的思維意識?；蟽r在中學(xué)的應(yīng)用

確定物質(zhì)組成

分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)

推測物質(zhì)性質(zhì)

推斷化學(xué)反應(yīng)

進行化學(xué)計算

配平化學(xué)方程式1.確定物質(zhì)組成例1高嶺土的組成可表示為Al2Si2Ox（OH）y，其中x、y的數(shù)值分別是（

）A.7、

2B.5、

4C.6、

3D.3、

6例2氧化物Fe3O4可以寫成FeO·Fe2O3，若

看

作一種鹽時，又可寫成Fe（FeO2）2

。根據(jù)化合價規(guī)律和這種書寫方法，若將Pb3O4

用上述氧化物形式表示，其化學(xué)式可寫成

；若看成鹽可寫成

。等物質(zhì)的量的Fe3O4和Pb3O4分別在一定條件下和濃鹽酸反應(yīng)時，所消耗鹽酸的物質(zhì)的量相等。寫出Fe3O4、Pb3O4分別和濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

2.分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)例

寫出下列化合物的電子式：

HClO、CS2、Na2O2、CaC2、CaH2。3.推測物質(zhì)性質(zhì)例1試解釋FeCl3與FeCl2下列性質(zhì)的區(qū)別

：

①熔點

②水溶液的酸性

例2廢切削液中含2%~5%的NaNO2，直接排放會造成環(huán)境污染，下述試劑中能使其轉(zhuǎn)化為不引起二次污染的N2的是（

）。

A.H2O2B.NH4ClC.NaClD.H2SO44.推斷化學(xué)反應(yīng)

例

①將二氧化硫通入高錳酸鉀溶液

②往FeCl3與BaCl2的混合溶液中通入二氧化硫

③氯胺NH2Cl放入水中，會跟水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，因而用于城市自來水的消毒

5.進行化學(xué)計算例

有一粗鋁，內(nèi)含鐵和硅。取等質(zhì)量的樣品兩份，分別投入稀鹽酸和稀強堿溶液中，放出等物質(zhì)的量的氣體。則鐵和硅的關(guān)系為（

）。A.物質(zhì)的量比為1∶1B.

物質(zhì)的量比為2∶1C.質(zhì)量比為4∶1D.質(zhì)量比為2∶1

三、守恒意識抓住物質(zhì)組成或物質(zhì)變化過程中的不變因素和等量規(guī)則來解決化學(xué)問題的思維意識。學(xué)生形成這種思維意識，在解決含計算因素的化學(xué)問題時，就會自覺挖掘所給問題情景中必然遵循的等量規(guī)則，建立計算關(guān)系，開辟解題途徑。

物質(zhì)組成和變化過程遵循的等量規(guī)則在同一種物質(zhì)中，各元素正、負(fù)化合價的絕對值總和相等溶液中，陽離子所帶的正電荷總數(shù)與陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)相等在物質(zhì)的變化過程中，反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量還原劑化合價升高總數(shù)等于氧化劑化合價降低的總數(shù)還原劑失去電子的總數(shù)等于氧化劑得到電子的總數(shù)同一元素在化學(xué)反應(yīng)前后的原子總數(shù)不變。溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶過程，溶質(zhì)的量和溶劑的量不變電解質(zhì)在溶液中各種型體的總物質(zhì)的量不變

在酸堿反應(yīng)、酸堿電離和鹽類水解過程，質(zhì)子的數(shù)目不變例

往50.0mL

的溴化鐵溶液中緩慢通入1102mL

氯氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），溶液中有2/3的溴離子未被氧化。求原溴化亞鐵溶液的物質(zhì)的量濃度。根據(jù)“FeBr2中鐵、溴兩元素化合價升高的總數(shù)與Cl2中氯元素化合價降低的總數(shù)相等”這一規(guī)則建立關(guān)系式。

n（FeBr2）×1+n（FeBr2）×2×1×1/3×1=2n(Cl2)n(FeBr2)=0.0600molc(FeBr2)=1.20mol

四、轉(zhuǎn)化意識通過轉(zhuǎn)化手段挖掘題目條件與問題之間的潛在關(guān)系的思維意識，就是轉(zhuǎn)化意識。轉(zhuǎn)化意識明確的學(xué)生，解答難題和陌生題時表現(xiàn)出來的信心比較足。他們在解題過程當(dāng)思路遇到障礙時，就會自覺運用轉(zhuǎn)化策略，轉(zhuǎn)化題目的條件或問題，從而拓展解題思路。

化學(xué)解題中常用的轉(zhuǎn)化策略概念轉(zhuǎn)化

組成轉(zhuǎn)化

物質(zhì)轉(zhuǎn)化表達方式轉(zhuǎn)化

運用轉(zhuǎn)化策略的原則降低解題難度

化陌生為熟悉

化抽象為具體

化抽象為直觀

化繁雜為簡單

信息等價替換例1根據(jù)要求寫出離子方程式

⑴一種單質(zhì)氧化一種陰離子⑵一種鹽氧化一種陰離子⑶一種單質(zhì)氧化一種無氧酸生成一種強酸

⑷一種單質(zhì)氧化一種含氧酸鹽的化合反應(yīng)

一種單質(zhì)→有氧化性單質(zhì)→活潑非金屬單質(zhì)

→F2Cl2Br2I2O2一種陰離子→還原性陰離子

→Cl-Br-I-S2-SO32-例2由乙炔、苯、乙醛組成的混合物、已知其中碳因素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.0%。試求氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解題思路

碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

→

“CH”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

→“H2O”的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

→氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

五、類比意識在學(xué)習(xí)化學(xué)知識和解答化學(xué)問題時，自覺將所接觸的新物質(zhì)、新問題進行歸類比較，根據(jù)同類物質(zhì)的性質(zhì)及遞變規(guī)律來認(rèn)識新物質(zhì)，模仿同類問題的處理方法來解決新問題，這種思維意識就是類比意識。類比是學(xué)習(xí)化學(xué)知識和解決化學(xué)問題的重要思維方法

同一類物質(zhì)、同一類型的化學(xué)反應(yīng)、同主族元素及其化合物都可進行類比例

下列反應(yīng)適用于實驗室制備重氨（ND3）的是A.重氫（D2）與氮氣合成法

B.重水（D2O）與氮化鎂反應(yīng)

C.ND4Cl和消石灰共熱

D.通氨氣于重水中進行氫交換六、分類意識當(dāng)問題情景中包含有不確定因素，不能用統(tǒng)一的方法處理時，能自覺將不確定因素進行分類，并分別對各種可能出現(xiàn)的情況進行分析，然后再綜合各種情況下得到的結(jié)論，從而對問題作出完整回答，這種思維意識就是分類意識?；瘜W(xué)試題中常引入的不確定因素物質(zhì)類別不確定物質(zhì)組成不確定元素化合價不確定物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)不確定哪一種反應(yīng)物過量不確定溶液是否飽和不確定

常用分類方法按物質(zhì)類別進行分類按物質(zhì)組成進行分類

按物質(zhì)的變化進行分類

按元素化合價進行分類

按所討論對象的相互關(guān)系進行分類

按物質(zhì)變化過程進行分類

按反應(yīng)物的相對量進行分類按溶液飽和與不飽和情況進行分類

例1某元素的單質(zhì)能跟濃硝酸反應(yīng)生成NO2，若參加反應(yīng)的元素與硝酸的物質(zhì)的量比為1：4，則該元素在反應(yīng)中所顯示的化合價可能是（

）。

A.+1B.+2C.+3D.+4例2已知A、B是第一周期以外的短周期元素，它們可以化合成離子化合物AmBn。在此化合物中，所有離子均能形成稀有氣體原子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。若A的核電荷數(shù)為a，則B的核電荷數(shù)不可能為（

）。

A

.a+8-m–nB

.a+16–m–nC

.a–m–nD

.a–8+m+n

七、整體意識用整體的思想去把握問題的結(jié)構(gòu)，發(fā)掘各種因素相互作用的綜合結(jié)果，而不拘泥于問題的某些細節(jié)和個別因子，這種思維意識就是整體意識。整體意識強的學(xué)生，善于審視問題的宏觀結(jié)構(gòu)，把握綜合結(jié)果1.將物質(zhì)的組成作為一個整體例

銅和鎂的合金4.6g完全溶于濃硝酸，若反應(yīng)中硝酸被還原只產(chǎn)生4480mL的NO2氣體和336mL

的N2O4氣體（都已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況），在反應(yīng)后的溶液中，加入足量的NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量為A

9.2gB

8.51g

C

8.26gD

7.04g

2.將物質(zhì)體系作為一個整體例

有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH組成的混合物27.2g，把它們?nèi)苡谧懔康乃校浞址磻?yīng)后，溶液中的Ca2+、CO32-、HCO3-均轉(zhuǎn)化為沉淀。將反應(yīng)容器內(nèi)的水分蒸干，最后得到白色固體物質(zhì)29g，則反應(yīng)混合物中Na2CO3的質(zhì)量為多少？

答：10.6g3.將物質(zhì)變化過程作為一個整體例將O2和CH4的混合氣體充入盛有23.4gNa2O2的密閉容器中，用點火花引燃并充分反應(yīng)后，在150℃的容器中壓強為0。將容器中殘留固體溶于水，無氣體逸出。試求（1）原混合氣體中O2與CH4的體積比；（2）反應(yīng)后容器中所得到的固體物質(zhì)的質(zhì)量。

答：（1）1∶2（2）26.6g

八、聯(lián)想意識解決化學(xué)問題時，由問題情景聯(lián)想到相關(guān)的知識，并借助相關(guān)知識來解決啊面臨的問題，這種思維意識就是聯(lián)想意識。聯(lián)想意識強的學(xué)生，善于喚起對舊知識的回憶，善于利用熟悉的方法來解決新問題。

例

含羥基的化合物可用M-OH表示，式中M不確定。它與H+結(jié)合后，可形成M-OH2+。試回答下列問題：（1）

寫出符合M-OH2+通式的最簡單的離子。（2）

原子數(shù)、電子數(shù)均分別相等的微粒互稱為等電子體。等電子體有相似的幾何構(gòu)型。上面（1）題中離子的幾何形狀為＿＿＿（3）同溫同壓及相同物質(zhì)的量濃度的條件下，比較CH3CH2OH2+、NH4+、HPO42-水溶液的酸性強弱關(guān)系。九、揣測意識許多計算型選擇題，不必通過準(zhǔn)確計算，只需分析、估算就可找到答案；許多化學(xué)推斷題，用嚴(yán)密邏輯推理的方法很難推出答案，而善于猜想的學(xué)生，憑著自己的直覺卻能很快做出答案。這種通過推測、估算、猜想等方法去解答題目的思維意識，就是揣測意識。

揣測意識強的學(xué)生，能擺脫定勢思維的約束，善于發(fā)散思維和利用直覺，解題思路敏捷。

例

有A、B、C、D四種單質(zhì)，在一定條件下，B可以分別和A、C、D化合生成甲、乙、丙，C和D化合生成丁。已知甲、乙、丙的每個分子中均含10個電子，且甲、乙、丙、丁有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

答案：A、B、C、D：

F2、H2、O2、N2

甲、乙、丙、?。篐F、H2O、NH3、NO十、具體化意識

將問題背景中的抽象信息轉(zhuǎn)化為具體解題條件的思維意識稱為具體化意識十一、直觀化意識用圖示、表格、模型等直觀方法表達問題背景中的抽象信息，從而降低問題難度的思維意識，稱為直觀化意識。

例

一剛性容器內(nèi)部有一個不漏氣且可滑動的活塞，將容器分成左右兩室。左室充入N2，右室充入A和B兩種氣體，且A、B的物質(zhì)的量比為3∶2，A、B可發(fā)生如下反應(yīng)：

3A（g）

+2B（g）

C（g）

反應(yīng)開始前，活塞停留在離左端1/4處。反應(yīng)在恒溫下進行，當(dāng)達到平衡時，活塞處于容器中