该文章发表于《广东招生报》,并选入《化学素质教育实践与探索》一书,由广东高等教育出版社出版发行。

化学高考复习中培养思维能力  方展宜

内容提要

    近几年化学高考试题明显的从知识型转向能力型,充分体现了《全日制中学化学教学大纲》的要求。因此,高考复习时应注重培养和发展学生的学科能力,特别是加强思维能力培养。

    一、在帮助学生归档、整理,形成知识网络过程中,培养其思维能力。要重点教会学生运用原子结构决定元素性质的原理,结合元素周期律知识,把千万种物质归类归族,把分散、零碎的知识化为条条块块,形成知识网络。

    二、在解选择题过程中,培养学生的思维能力。解题切忌为解题而解题,要教会学生运用全面的、变化的观点,在比较分析中,掌握知识点,开发智力。

    三、通过典型题目的分析,培养学生的思维能力,引导学生思考、分解典型的信息给予题,进行多项思维训练。

    实践证明,上述方法有利于学生思维能力的提高。

     《全日制中学〈化学教学大纲〉》(修订本)中指出,中学化学教学的目的是:使学生比较系统的掌握化学基础知识和化学基本技能,初步了解它们在实践中的应用,培养和发展学生的能力;进行辨证唯物主义和爱国主义教育。这里把培养和发展学生的能力,摆到了很突出的位置。所谓能力就是化学学科能力,即观察能力、实验能力、思维能力和自学能力,核心是思维能力。近几年化学高考试题,明显的从知识型向能力型倾斜,且组逐年增加其倾斜程度。这就要求我们在化学高考复习过程中,除使学生比较系统的掌握“双基”外,还应注重培养和发展学生的学科能力,特别培养和发展学生的思维能力。

     一、在帮助学生归档、整理,使知识网络化过程中,对学生进行思维能力培养。

     化学科涉及面广,接触的物质多,知识分散、零碎,学生普遍反映难以记忆和应用。我们习惯上把它分成五大块,但每大块仍然有很多分散、零碎的知识,如元素及其化学物涉及的物质,有的是经常见到的,有的是较少见到的、但还能见到的,有的是未能见到的,它们的性质、用途、制法、在自然界的存在及来源等,都要求掌握或了解。在高考复习过程中,一定要教会学生形成如下能力:应用原子结构决定元素性质的原理,结合元素周期律的知识,把成千成万种物质归类归族,把分散、零碎的知识化为条条、块块,形成知识网络。例如:氟、氯、溴、碘都是 A元素,它们的原子最外层电子数同为7,这一相同的原子结构,决定它们化学性质的相似性,但它们的原子电子层数不同,依次为2、3、4、5,原子半径依次增大,决定它们化学性质的递变性,单质氧化性减弱,因离子还原性增强。从掌握氯的单质氯气、氯的重要化合物氯化氢、高氯酸、次氯酸钙、氯化钠等的性质、用途、制法、来源,到掌握氟、溴、碘的单质及重要化合物的性质、用途、制法、来源,解决有关氟、氯、溴、碘的一系列问题,进一步还可推知砹的化学性质,解决有关砹的问题。这就培养了学生的逻辑思维能力。

     二、在解决选择题的过程中,对学生进行思维能力的培养。

     在解决选择题的过程中切忌为解题而解题。如果满足于为解题而解题,那就只能在原地踏步,充其量也不过是量的变化。倘若注重能力培养那就会出现质的飞跃,产生质的变化。解选择题有多种方法,我们注重运用全面的、变化的观点。培养学生的思维能力。例如:由0.2克氢气、2.8克氮气、0.4克氦气、3.2克氧气所组成的混合气在273°C、1.01×105帕下占有的体积为:

     (A)7.84            (B)17.93            (C)8.96             (D)15.68

    很多学生能把上述质量的气体分别化成物质的量:0.2克氢气为0.1摩,2.8克氮气为0.1摩,0.4克氦气为0.1摩,3.2克氧气为0.1摩,,混合气一共0.4摩,0.4摩的混合气在1.01×105帕下下的体积为22.4×0.4=8.96(升),在273°C、1.01×105帕下占有的体积为8.96×2=17.92(升),错选为(B)。从上述解题过程中,我们不难发现,这些学生能掌握“双基”的知识,但忽视了273°C、1.01×105帕下,氢气和氧气要发生反应而不能共存的一事实。这些事实学生不单能懂,而且还能够掌握。但解题时却缺乏全面观点,由于疏忽而错选了。正确的解法是:在273°C、1.01×105帕下,混合气物质的量变为0.35摩,所占有的体积为22.4×0.35=15.68(升),答案为(D)。

   又如:在一定条件下,用惰性电极电解100毫升0.5摩/升的CuSO4溶液,电解5分钟,阳极析出0.16克物质,然后把电源的两个电极反接,又电解2分钟,停止通电,向电解槽的溶液中加入50毫升NaOH溶液,恰好完全反应,则加入NaOH溶液的摩尔浓度为

      (A)1mol/L            (B)1.5mol/L            (C)2mol/L             (D)2.5mol/L

    用惰性电解CuSO4溶液,学生们一般能掌握其反应原理:,电解的前5分钟阴极析出Cu,阳极析出O2 0.16克。但把电极反接又电解两分钟,不少学生思想混乱起来,有的错误的认为是是上述反应的逆反应,有的认为阴极(原阳极)析出Cu,阳极(原阴极)析出O2,很多程度较差的学生不能解下去了。程度好的同学会有如下思路:把电极反接,作为阳极的电极上由于覆盖一层金属层铜,电解时不是惰性电极,覆盖的铜要溶解,未电解时,溶液中含CuSO4 0.5×0.1=0.05,电解5分钟,阳极析出 0.16/32=0.005 O2,电子转移0.005×4=0.02摩,消耗0.02摩OH-,即产生0.02摩H-,阴极析出0.01摩Cu,此时,溶液中含 0.05-0.01=0.04 CuSO4 0.0/2= 0.01 H2SO4电极反接电解2分钟,则电子转移为 0.02/5=0.008 ,此时阳极有 0.008/2= 0.0 04   Cu溶解,阴极析出0.004摩Cu,溶液保持不变,故电解完毕,溶液中存在0.04摩CuSO4、0.01摩H2SO4,需NaOH 0.1摩,故加入NaOH溶液的摩尔浓度为 0.1/0.05=2摩/升,答案为(C)。讲评时应指出,上述思路是正确的,答案也选对了,但嫌繁琐,为一道只有2-3分的选择题花太多的时间显然“不合算”。简单快捷的方法是:用惰性电极电解CuSO4溶液,每消耗1摩CuSO4就产生1摩H2SO4,它们消耗NaOH物质的量相同,电解5分钟后,电源电极反接2分钟,此时相当“电镀”,电解液不变,故 0.5×0.1=0.05摩CuSO4,需加入NaOH溶液的摩尔浓度为 0.05×2/0.05=2摩/升,答案为(C)。

   又如:某混合物含有KCL、NaCL、Na2CO3,经分析知含纳31.53%,含氯27.08%,该混合物中含Na2CO3的质量百分比为

      (A)25%            (B)50%            (C)80%            (D)无法确定

    解此题,很多学生都是用传统方法进行求解:设混合物100克,含KCL、NaCL、Na2CO3依次为X、Y、Z摩,于是有

74.5X+58.5Y+106Z=100 联立解之: X=0.336(摩)
23(Y+2Z)=31.53 Y=0.427(摩)
35.5(X+Y)=27.08 Z=0.472(摩)

    混合物含Na2CO3的质量百分率为106×0.472/100%=50%答案为(B)。列式解之,表达清晰,答案也正确,但解此方程式组,计算量很大,相当一条大题计算题的计算量,显然不符合解选择题的要求,如果采用估算法,将会大大缩短解题的时间,设混合物为100克,则含氯27.08克,若全部为NaCL应为27.08×58.5/35.5=44.6克。若全部为KCL应为27.08×74.5/35.5=56.8克。可见Na2CO3应为43.2~55.4克,答案为(B).

    再如:标准状态下0.1摩A与1摩O2(过量)混合完全燃烧后通过足量的Na2O2固体,充分反应后固体增重15克,从Na2O2层逸出的气体总体积为16.8升(标况),则烃A的分子式为:

      (A)C4H10            (B)C5H10            (C)C5H12             (D)C6H12

    若按传统解法则是:设烃A为CxHy,则:

    

    

    

    得:

2.8x+0.1Y=15 联立解得: x=5 烃A的分子式为C5H10 ,答案为(B).
1-0.1(x+y/4)+0.05x+0.025y=16.8/22.4 y=10
若根据质量守恒,则 0.1摩烃质量+1摩O2质量=15+32×16.8/22.4
0.1摩烃质量=15+32×0.75-32=7(克)

   烃A的分子量为70,分子式为C5H10答案为(B)。

    这两种方法相比较,显然后一种方法简单、快捷。

    通过上述的讲解、比较、分析,自然而然的开拓了学生的思维,培养和发展了学生的智力。

    三、通过典型题目的分析,培养学生的思维能力。

    选择典型题目,特别是一些信息给予题,详细分析,更能培养学生的正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维能力。

    例如:在有机分子中,只要有一个(或几个)碳原子连接四个互不相同的原子或原子团,这种物质就会具有光学活性。

    (1)有机物A的分子式为C5H9CL,它能和H2发生下列的变化:A(有光学活性)B(无光学活性)那么,A的结构简式是                          

    (2)A在一定条件下会发生消去反应生成有机物C,已知C的分子式中所有的碳原子都连有氢原子,并有1摩C和1摩Br2发生加成时,产物有多种可能,请分别写出C和等摩溴加成的产物可能的结构,并在后面注明“有”或“无”光学活性。

                                            光学活性)

                                            光学活性)

                                            光学活性)

   这是一道信息给予题,首先应正确领会题中给予的信息;在有机分子中,只要有一个(或几个)碳原子连接四个互不相同的原子或原子团,这种物质就会具有光学活性,否则无光学活性,特别注意四个互不相同,如:

具有光学活性,而
光学活性,题中给予的A分子式为C5H9CL同分异构体数目很多,有光学活性的就有
,前者与H2加成产物仍有光学活性,后者
与H2加成产物仍无光学活性,可见A的结构简式应为 A在一定条件下会发生
消去反应,生成物可为CH3CH=CH-CH=CH2或CH3CH2CH=C=CH2,由题设C的分子中所有碳原子都连有氢原子,可见C应为CH3CH=CH-CH=CH21摩C和1摩Br2发生加成时的产物有:
有光学活性, 有光学活性,
有光学活性,这是一道培养学生正向思维能力的典型题目,学生开始接
触题目,满目皆新,无从下手。但在老师的指导下,逐一思考,逐一分解,便觉兴致  ,在解题中真正体会到“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”的乐感。

   又如:我国盛产山茶子精油,用其主要成份柠檬醛A可以与丙酮反应制成假紫罗兰酮,进而合成具有工业

价值的紫罗兰酮:
   又知:R-X+H2OR-OH+HX(“R-”为烃基),下面是一种有机物的合成路线,请回答有关问题,
(1)c物质的结构简式为   

   d物质的结构简式为   

(2)检验f物质中官能团的方法是 

   这又是一道信息给予题,学生接触此题时,又是满手皆新束手无策。老师及时给予提示,题中给予的提示是什么?实际是:
信息一:
信息一:R-X+H2OR-OH+HX
   看合成线路时,首先从左到右,到达C后,就应反推从右到左,应用题给信息和已学知识综合解题。
   f包括C=C和-CHO两个官能团,检验这两个官能团时注意不互相干扰就可。通过上述提示和图示,自然而然地培养了学生的正向和逆向、纵向和横向的思维能力。

   实践证明,上述方法有利于学生把“双基”化为“能力”,有利于学生观察问题、分析问题、解决问题能力的提高。