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序論:在您撰寫化學方程的意義時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
摘要文章探討化學教材中引入H (反應熱)的必要性和依據,引入H后,熱化學方程式的表示方法的變化,詳細介紹了“反應進度”的含義。
關鍵詞反應熱;熱化學方程式;反應進度
一、教材引入H (反應熱)的必要性和依據
化學反應總伴隨著能量變化,通常表現為熱量的變化。人們用熱化學方程式來表示化學反應中放出或吸收的熱量。在原教材中熱化學方程式這樣表示:
C(固) + O2(氣) = CO2(氣) + 393.5 kJ
上式表示在101 kPa和25 ℃的條件下,1 mol 固態碳和1 mol 氧氣反應生成1 mol CO2氣體時放出393.5 kJ的熱量。這種表示方法寫法直觀,容易為學生理解。但是因為書寫化學反應方程式必須遵守質量守恒定律,這種表示方法把反應中原子結合的變化和熱量的變化用加號連在一起是欠妥的。因此,在GB 3102.4~93中規定,熱量(Q)“應當用適當的熱力學函數的變化來表示,例如T·S,S是熵的變化,或H,焓的變化”。
在中等化學中,一般研究在一定壓強下,在敞開容器中發生的反應所放出或吸收的熱量。因此,根據熱力學第一定律U=Q+WQP=U-W=(U2-U1)+(p2V2-p1V1)=(U2+p2V2)-(U1+p1V1)=H2-H1=H 即QP=H式中QP叫恒壓熱,是指封閉系統不做除體積功以外的其他功時,在恒壓過程中吸收或放出的熱量。上式表明,恒壓熱等于系統焓的變化。所以,在中等化學所研究的反應范圍之內,Q=QP=H,這是教材中引入H的依據。
二、引入H以后,熱化學方程式的表示方法發生的變化
引入H這個物理量以后,使得熱化學方程式的表示方法發生了變化。
1.根據國標,在熱力學中將內能U改稱為熱力學能。其定義為:對于熱力學封閉系統,U=Q+W,(式中Q是傳給系統的能量,W是對系統所作的功。)Q、W都是以“系統”的能量增加為“+”來定義的。而舊教材中,Q是以“環境”的能量增加(或以“系統”的能量減少)為“+”來定義的,這樣,原來的熱化學方程式中的“+”“-”所表示的意義正好與國標的規定相反。因此,引入H以后,當反應為放熱反應時,H為“-”或H0。
2.在原教材中,熱化學方程式中物質的聚集狀態用中文表示,如固、液、氣等,根據國標,應當用英文字母表示。如s代表固體、l代表液體、g代表氣體或蒸氣、aq表示水溶液等。
3.熱化學方程式中反應熱的單位不同。原教材中反應熱的單位是J或kJ,而H的單位為J/mol或kJ/mol。根據引入H以后的變化,類似以下熱化學方程式的表示法就廢除:
C(固) + O2(氣) = CO2(氣) + 393.5 kJ
C(固) + H2O(氣) = CO(氣) + H2(氣) -131.5 kJ
正確表示法為:先寫出反應的化學方程式,并注明各物質的聚集狀態。然后寫出該反應的摩爾焓[變] rHm(下標“r”表示反應,“m”表示摩爾)。實際上,一般給出的都是反應物和產物均處于標準狀態(指溫度為298.15 K,壓強為101 kPa時的狀態)時的摩爾焓[變],即反應的標準摩爾焓[變]rHm(上標“”表示標準),兩者之間用逗號或分號隔開。
三、有關反應進度
考慮到中等化學的實際情況,教材沒有引入“反應進度(符號為ξ)”這個物理量。但是應該明確,rHm的單位“kJ/mol”中的“mol”是指定反應的反應進度的國際單位制(簡稱SI)單位,而不是物質的量的單位。國標中,反應進度的定義為:
對于化學反應 0=ΣBνBB nB(ξ) = nB(0) +νBξ式中nB(0)和nB(ξ)分別代表反應進度ξ=0(反應未開始)和ξ=ξ時B的物質的量。由于nB(0) 為常數,因此有dξ=νB-1dnB,對于有限的變化ξ=νB-1nB所定義的反應進度,只與化學反應方程式的寫法有關,而與選擇反應系統中何種物質B無關。反應進度與物質的量具有相同的量綱,SI單位為mol。由于ξ的定義與νB(化學計量數,對于反應物其為負,對于產物其為正)有關,因此在使用ξ時必須指明化學反應方程式。
反應進度自1982年進入國家標準,ISO國際標準從1992年引入了反應進度。反應進度是化學反應的最基礎的量。由于化學中引入了此量,使涉及化學反應的量綱和單位的標準化大大前進了一步,也很好地解決了一系列量在量綱上出現的困難和矛盾。對于化學反應0=ΣBνBB,反應的摩爾焓[變]rH>m,可由測量反應進度ξ1ξ2時的焓變H,除以反應進度變ξ而得,即rHm=H/ξ。由于反應進度ξ的定義與化學反應方程式的寫法有關,因此rHm也與化學反應方程式的寫法有關,即對同一實驗數據,由于計算ξ所依據的化學反應方程式不同,使得rHm也不同。所以在使用rHm時,必須指明對應的化學反應方程式。例如:
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g);rHm =-483.6 kJ/mol ①
H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g);rHm=-241.8 kJ/mol ②
對于反應①,2mol H2(g)和1 molO2(g)完全反應生成2 mol H2O(g)表示1反應進度的反應,而對于反應②,1mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反應生成1mol H2O(g)也表示1反應進度的反應,前者放熱483.6 kJ,后者放熱241.8 kJ。因此,兩個反應的rHm不同,反應① 的rHm是反應②的兩倍。由此可以看出:
[關鍵詞] 教育教學 中學化學 化學方程式含義
化學方程式的教學是化學教學中最重要的內容之一,也是教學難點之一,是教育教學中老話題。其中化學方程式的含義尤其重要。在對化學方程式的含義的研究中,較多的是關于化學方程式的“質”“量”的兩方面的闡述,雖然有許多新成果,但是或多或少具有一定的缺點,不能做到理論清晰,使得學生很難理解、很難掌握。筆者在十幾年的教學實踐中發現并運用比較研究的方法,通過比較研究揭示化學方程式的含義,理論清晰,易于理解,利于使用,教學實踐中簡單易學,深受學生歡迎,效果很良好?,F將筆者自己的一點所得做個介紹,以期拋磚引玉,供廣大同行朋友指正、參考。
一、過去研究中化學方程式表示意義的一般表述
在過去研究中化學方程式表示意義的研究文章中,一般表述化學方程式的含義是從“質”和“量”兩個方面表達了化學反應的意義:①“質”的含義 表示什么物質參加了反應,生成了什么物質,以及反應是在什么條件下進行的。②“量”的含義 從宏觀看,表示了各反應物、生成物間的質量比。如果反應物都是氣體,還能表示他們在反應時的體積比。從微觀看,如果各反應物、生成物都是由分子構成的,那么化學方程式還表示各反應物、生成物間的分子個數比。
例如,化學方程式:
“質”的含義:過氧化氫(俗稱雙氧水)在MnO2存在下,發生分解反應生成水和氧氣。 “量”的含義:從宏觀看,每68份質量過氧化氫發生分解反應生成36份質量的水和32份質量的氧氣,即該化學反應中,過氧化氫、水和氧氣的質量比為68:36:32即17:9:8.從微觀看,過氧化氫、水和氧氣都是由分子構成的,因此,這個化學方程式還表示了每2個過氧化氫分子反應能夠生成2個水分子、1個氧分子。
這種對化學方程式的含義表述是缺乏完整性的,比如生成氧氣的氣體符號的含義沒有交代,對等號的含義,對化學式中各個符號的含義都沒有交代。再如MnO2的作用沒有交代。在教學中,教師一般都會單獨做出交代,但是這沒有給出一般理論依據,學生感覺瑣碎,不系統,缺乏邏輯性。運用比較研究,就能夠將化學方程式的含義揭示的深刻、透徹、完整。
二、表示化學反應的三個式子
在現行中學化學教材中一般都出現了如下兩種式子:
為了更好的通過比較來彰顯、揭示化學方程式的含義,筆者在教育教學實踐中提出了另外一種式子:
我把第①種式子叫做化學反應的文字表達式,把第③ 種式子叫做化學反應的符號表達式,第②種式子就是化學反應的化學方程式。通過這三個式子的比較,我們家能夠更清晰的解釋、揭示化學方程式的含義。
三、通過比較得出化學方程式最難過表示出化學反應的信息
第①種式子即文字表達式能夠表示出化學反應的實質是生成了新物質,能夠表示出化學反應的條件。但是不能表示出化學反應中各種物質的組成和相互之間的關系,不能表示出各物質是否含有同種元素,不能表示出每種物質是有哪些元素組成,不能表示出每種物質的構成粒子是分子、是原子、還是離子,不能表示出物質中的元素的化合價如何,也不能表示出化學反應的一些現象比如有氣體生成……等等。
與第①種式子相比較,第③ 種式子即符號表達式就能夠表示出更多的含義。如第③ 種式子能夠表示出化學反應有新物質生成,能夠表示出反應條件,能夠表示出各種物質的組成,能夠表示出各種物質是否含有同種元素,能夠表示出各種物質是有哪些元素組成,能夠表示出各種物質的構成粒子是分子、是原子、還是離子,能夠表示出各種物質中的元素的化合價,……等等。但是第③ 種式子不能夠表示出化學反應中各物質之間的質量關系,而各物質之間的質量關系是化學反應中最重要的信息或者說含義,不能表示出化學反應中各物質之間的質量關系,就不能夠解決實踐中的各種計算,因此第③ 種式子不宜用來表示化學反應,需要尋找更適合的式子,這個式子就是第②種式子就是化學反應的化學方程式。
與第③種式子相比較,第②種式子不僅能夠表示出第③種式子可以表示出的信息或含義,更能夠表示出化學反應中各物質之間的質量關系,元素之間的關系,分子、原子、離子的關系,能夠表示出化學方程式遵守質量守恒定律,所以化學方程式中間用=符號,――其他兩種式子中間只能用符號。所以能夠解決實踐中的各種有關化學計算問題。
通過上述比較可以看出,化學反應的含義很豐富,可以通過不同的式子逐層次表示出來。通過上述比較可以看出,只有化學方程式才能夠最好的表示出化學反應的信息。
四、揭示化學方程式的含義
化學方程式的含義就是它所表示出來的化學反應的信息,總結上面的比較,可以得出化學方程式具有以下含義:
第一,能夠表示出化學反應的本質即有新物質生成,化學反應是不同物質之間的轉變。
第二,能夠表示出各種物質的組成元素、構成粒子(分子、原子、離子等),能夠表示出化學反應中各物質之間的元素關系、粒子關系。
第三,能夠表示出反應條件。
第四,能夠表示出一定的反應現象,如有氣體生成的符號,有沉淀生成等。很多教材沒有吧這一問題交代清楚,只是說有時候用符號和,但是為什么用?實際是能夠觀察出的現象。但是很多能夠觀察出的現象是無法表示出的,比如顏色的變化。所以,教材沒有交代清楚,學生的疑惑就沒有辦法解決。如果能夠指出化學方程式能夠表示出一定的現象,而不是表示出全部的現象,學生就容易接受了。
化學學科是一個研究微觀世界的科學,而物質的存在狀態和相互發生的關系是其研究的主要內容,在看似平凡的世界內部,每時沒刻都在發生著怎樣的變化,產生什么新物質,或者有什么物質消失了。對這種規律的描述,就是化學語言中的符號樣式——化學方程式。
1 了解化學方程式的內涵及意義
1.1 定義及內涵:化學方程式,也稱為化學反應方程式,是用化學式表示不同物質之間化學反應的式子。即用化學式(有機化學中有機物一般用結構簡式)來表示化學反應的式子,叫做化學方程式?;瘜W方程式反映的是客觀事實。
從書寫的角度看,化學方程式的書寫必須建立在客觀事實的基礎上,不能憑空去想象物質不存在的物質和化學反應,同時,要能夠滿足物質守恒的規律,也就是說在化學方程式等號的兩邊各種原子總類與數量必須相等。
化學方程式不僅表明了反應物、生成物和反應條件,同時,化學計量數代表了各反應物、生成物物質的量關系,通過相對分子質量或相對原子質量還可以表示各物質之間的質量關系,即各物質之間的質量比。對于氣體反應物、生成物,還可以直接通過化學計量數得出體積比。
1.2 表示意義:每一個化學方程式,都表示一定的特定意義:表示反應物和生成物;表示化學反應的條件;表示各物質之間的質量比;表示參加反應的各粒子的相對數量;表示化學反應的類型;表示反應前后質量守恒(即反應物的質量總和等于生成物質量總和)。
2 化學方程式的結構依據和正確書寫
以客觀事實為依據。所謂的事實依據,指的是作為化學反應參與的物質過程,由哪些物質參與化學反應這一行為,從而促進和推動物質間向另外一種狀態變化。變化發展的過程,必須是實實在在可以發生,并且條件缺一不可,或者至少能通過某種相關的輔助手段,實現化學反應的實現。這一事實,即是化學反應不可改變的規律。同時,這里的事實是說明反應的過程是客觀存在的,而不是主觀臆造的,也不會因為我們意志的改變而發生改變。
遵循質量守恒定律?;瘜W方程式遵循質量守恒,是指在方程式兩邊參與式子反應的物質,在質量、式量和總能量方面,都保持前后一致。這個原則告訴我們,在進行化學方程式復習時,要隨時檢查是否與質量守恒保持平衡,是否能在能量守恒方面找到恰當的等量關系,以突破解決的最佳方案。
那么,如何才能書寫化學方程式呢?
這里,總結一個四字步驟:寫——配——注——等。
寫——寫出反應物和生成物的化學式并用短線或箭頭相連。寫方程式,首先保證所寫的物質的化學式書序正確,包括所描述的元素符號、下角線要保持一致,如果書寫的式子不是所描述的物質,那么,描述的反應過程就會產生與化學事實不符的情況,造成記錄和科學實驗的嚴重后果。
配——配平化學方程式。書寫化學方程式的第二個重要步驟,就是在書寫好的反應式兩端,尋找恰當的系數與等號兩邊相配合,在配平方程式的過程中,可以使用觀察法、最小公倍數法、奇數偶配法、定一法(把其中某個式子系數假定為“1”)、待定系數法、分數法、化合價升降法、得氧失氧法等方法。
注——注明反應條件,生成物的狀態。
等——將短線或箭頭改為等號。
3 化學方程式的分類復習
3.1 按照教材知識編排:這是根據所使用的教材知識結構順序,分門別類地進行復習,這個方法適合于高三年級第一輪復習使用。在梳理教材知識點的過程中,每個一個化學知識最基本的線索就是具體看似分散的一個個化學方程式組成的。
應該說,化學方程式是化學語言中最基礎的語言符號,它直觀地描述了某種化學物質的特征,性質,同時,也真實地反映了某一化學現象產生、變化和發展的動態改變過程。所以,學生在做第一輪復習時,不僅僅是回憶老師講授過的內容,更要把知識中的文字敘述部分,與化學符號語言的關聯部分進行配合理解,做好分析整理,明白每個化學方程式是如何推演而來,又描述一件什么樣驚人的物質變化。
在按照教材復習化學方程時要注意每個知識點與方程式之間的對應,做到準確務實,包括化學方程式的書寫,條件的生成,以及反應結果的文字描述等,一定要忠誠于教材的觀點,不能想當然地發揮。
3.2 按照物質分類來復習
3.2.1 非金屬單質:高中階段常見的非金屬單質有F2、Cl2、O2、S、N2 、P 、C 、Si、 H等。這幾種單質有可以根據反應條件的不同,而有所區別。
假如是氧化反應。
【關鍵詞】化學方程式 配平 化合價
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2013)35-0129-01
一次偶然幫同事上了一節化學課,不了解這個班學生學習情況的我,隨機叫幾個學生寫碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式,這令我哭笑不得,我只舉其中一位同學默寫的化學方程:NaCO3+HCl = NaCl+H2O+CO2,大家不難發現這位學生犯了三處錯誤:(1)不懂化合價的如何正確運用或者說根本就不懂化合價,對于學生來說Na顯+1價,CO3顯-2價,所以,碳酸鈉的正確化學式應為Na2CO3;(2)不會正確運用氣體或沉淀符號,如果反應物和生成物中都有氣體,氣體生成物就不需要注“”號,同樣,對于溶液中的反應,如果反應物和生成物中都有固體,固體生成物也不需要注“”號;(3)不知化學方程式要配平,甚至不會寫化學方程式。
如:H2O2 = H2+O2,NaOH+H2SO4 = NaSO4+H2O,2H2O = 2H2+O2,不難發現,第一個方程式產物錯誤,產物應為水和氧氣,寫第二個方程式的同學對化合價知識和配平都非?;靵y,第三個方程式缺少條件。這需要老師去引導,以第三個方程式為例,可以讓學生考慮我們面前水杯里的水是不是一會兒都變成氫氣和氧氣了呢?促使他們提高對化學反應條件的重視。學生提到化學方程式就會抱怨老師教得不好,教學過程中老師也抱怨過學生學得不扎實,筆者將在教學中的心得與大家分享。
在教學中,化合價與化學式就是化學方程式的前期知識鋪墊,如果學不好這里的知識,那么學好方程式簡直幾乎不可能。如果學生不會元素的化合價就不會寫由元素組成的物質化學式,因為化學式的正確書寫是建立在對化合價的正確掌握上,如生活中的鋇餐(硫酸鋇),因為鋇顯正二價,硫酸根顯負二價,化合物的整體化合價代數和為零,所以硫酸鋇的化學式為BaSO4,此時我會用一些例子訓練學生用他們已掌握的化合價口訣寫出我所提出的各種各樣物質的化學式,如寫“硝酸鈣”,他們可以利用自己掌握的化合價口訣中的鈣元素+2價和硝酸根顯-1價,從而寫出“Ca(NO3)2”,可見,化合價對化學式的重要性,而化學方程式就是靠不同物質的化學式連接起來的,所以化合價知識掌握不牢,化學方程式一定學不好。
很多老師喜歡用現成的化合價口訣讓學生快速掌握,很多參考資料都是這樣寫的,“一價氯氫鉀鈉銀,二價氧鋇鈣鎂鋅,三鋁四硅五氮磷,二三鐵,二四碳,二四六硫價齊全。銅汞二價最常見,化合價要記清,莫忘單質價為零!”但在教學中我發現學生總是分不清正負價,只有成績中等偏上的學生能靈活運用化學方程式,為了學生能清楚地區分正負價,我做了如下修改:“氫、鈉、鉀、銀正一價,鈣、鎂、鋇、鋅正二價,氟、氯、溴、碘、負一價,氧負二銅有正一和正二,鋁正三鐵有正二和正三,二四六硫二四碳,負一硝酸氫氧根,負二硫酸碳酸根,負三記住磷酸根,正一價的是銨根”,這樣就囊括了中學所有常用的化合價!
在化合價的基礎上,教師要對學生進行簡單化學式的書寫訓練,并且展示給他們為什么要背誦化合價,他們記憶的化合價有什么作用,讓他們感到在掌握了化合價之后他們可以自己展示內心想寫的物質符號,這樣他們就會感到原來記憶化合價還有這么多的好處。如寫個化學式讓他們求其中一種元素的化合價,給出兩種元素的化合價讓他們寫出組成的化學式:已知某物質化學式為Ca(ClO)2,求元素Cl的化合價,這也是化學的重要考查題型,我們可以這樣對學生講要求Cl的化合價,就說明除此之外的元素化合價就是我們默認的化合價(前面對全書常用的化合價口訣已進行了整合)。所以,學生可以很快求出Cl的化合價為+1,這與口訣相違背,這樣的題目可以提示學生化合價口訣是我們默認的,關于這個知識一定要訓練,只要是重點內容,不要吝嗇時間,如果重點內容學不好,學生分數提升檔次就不太可能。
關鍵詞:化學用語;物質組成;物質結構;物質變化;易錯分析
文章編號:1005C6629(2015)7C0083C03 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
化學用語通常是用來表示物質的組成、結構和變化規律的符號或表示方式,是學生進一步學習、掌握其他化學知識,解決化學問題的基礎,其作為化學教學的重要工具,是化學領域的國際用語,也是化學學科特有的特征。所以,在中學階段教好和學好化學用語,就顯得非常重要了。下面筆者就對在教學過程中發現的化學用語問題和解決方法進行簡單的闡述和分析。
1 中學化學用語的學習
1.1 中學常用化學用語
在中學階段,化學用語涉及內容很多,有表示物質組成的,有表示物質結構的,還有表示物質變化的。具體有元素符號、離子符號、同位素符號、原子結構示意圖、原子和離子的軌道表示式、電子排布式、電子云圖、晶體結構圖、化學式、最簡式、分子式、結構式、結構簡式、電子式、同分異構式、氫鍵表示的化合物、配位鍵表示的配合物、化學方程式、可逆反應方程式、電離方程式、電極反應式、氧化還原反應方程式、離子方程式、熱化學方程式、鹽類水解反應方程式、用電子式表示分子形成過程的式子等。
1.2 化學用語的再認識
中科院院士、國家最高科技獎獲得者、北京大學徐光憲教授就將“化學”定義為:19世紀的化學是“原子的科學”、20世紀的化學是“研究分子的科學”、21世紀的化學是“研究泛分子的科學”。并將“泛分子”分為原子、分子片、結構單元、分子、超分子、高分子、生物分子和活分子、納米分子和納米聚集體、原子和分子的宏觀聚集體、復雜分子體系及其組裝體等10個層次[2]??梢?,隨著學科的迅猛發展,化學用語的范圍是非常寬泛的。這就需要在學生的學習過程中,教師必須要給出清晰的、合適合理的化學用語,用來正確地描述、解釋一些現象和解決問題。
2 化學用語書寫中的易錯問題及成因
中學化學用語教學的現狀并不令人滿意,學生在學習過程中,存在著一定的學習困難和背負著大量知識記憶的負擔。在解答問題時,總會出現這樣那樣的書寫錯誤,影響了其他化學知識的學習、理解和運用,同時也降低了學生學習化學的興趣。下面對在教與學中發現的易錯問題和解決策略,筆者提出幾點淺見。
2.1 書寫化學用語的常見問題
(1)元素符號大小寫不分,大小比例不協調,元素符號相互混淆的問題。例如:NaCL mgSO4 Ca寫成Cu或Co
(2)書寫粗心,化學式角碼錯寫,電荷符號漏寫,結構簡式官能團丟失問題。例如:NaCO3 AgCl2 OH CH2CH2
(3)各種化學反應式中,反應式條件的錯寫、漏寫及沒配平等問題。例如:
(6)用電子式表示化學鍵的形成過程書寫錯誤。例如:H++[:O:H]-H:O:H
(7)不以客觀事實為依據,反應方程式書寫錯誤。例如:2Fe+6H+=2Fe3++3H2
(8)表示意義,應用范圍不清,符號使用錯誤。例如:CH3COO-+H2O=CH3COOH+OH-
(9)原子書寫順序及連接方式表示錯誤。例如:AlK(SO4)2?12H2O CH3COOCH3CH2
(10)化學專有名詞漢字書寫錯誤。例如:銨鹽寫成氨鹽,油脂寫成油酯,活性炭寫成活性碳,二肽寫成二酞,明礬寫成明釩,苯寫成笨,催化劑媒寫成煤以及硝化寫成消化等
2.2 書寫化學用語的常見問題成因
化學用語在書寫上的錯誤是經常出現的,糾其原因:學習方面,一是由于學生對化學用語的知識規律認識不到位,對所學知識領會不清,課后又缺少及時的復習和練習鞏固,作業出現的問題沒能及時作出思考、反思和糾錯,長此以往,這些看似簡單的基礎知識就會頻頻出錯。二是在學習過程中,學生缺少基本的化學素養,不能規范書寫,不遵守化合價法則,不尊重科學事實等一些不良習慣,想當然或不以為然的不認真態度,書寫后未能做到認真的檢查,出現錯誤后又沒能加以遏制,久而久之,這些不好的學習習慣造成了化學用語的錯誤書寫,同時也給后續問題的解決和研究帶來不必要的麻煩;教學方面,一是教師對化學用語的教學沒能做到正確的把握,對學生的理解程度了解不足,學生書寫上出現的錯誤,沒能在第一時間進行必要的糾正和指導,延誤了改錯的最佳時機。二是教不得法,未能對難點問題采取有效的教學,造成學生理解困難,產生事倍功半的效果。三是對學生學習化學用語的學習方法,缺乏行之有效的引導和檢查,沒做到因循善誘,這些都成為學生書寫化學用語易錯的原因。
3 化學用語書寫中易錯問題解決策略
3.1 優化學習素養,加強書寫訓練
一個好的習慣,使我們終生享用它的利息,同樣,一個壞的習慣,使我們終生背負它的債務。在平時的學習中,一道題內容的陳述,問題的提出和設置,讓學生做到慢閱讀、快解題,審題認真的好習慣,標記出重要的知識點和關鍵的語句,這樣減少了把名稱寫成化學式,結構示意圖寫成結構式等錯誤。一方面,可以鍛煉學生集中注意力的學習品質,另一方面避免了非智力因素的影響。
在學習中對于易混淆的化學用語,例如,離子符號與元素化合價的區別,各種粒子符號的書寫問題,有機結構簡式的正確書寫,無機化學式中的括號問題等等,采用先看清、后思考、再寫出、終檢查的訓練方法,勤練習,多鞏固,來加強這類化學用語的規范書寫訓練。
3.2 做好演示實驗,分散理論難點
學至學會需要時間來完成這一過程,學會到會學需要能力提升達到一定階段?;瘜W是一門以實驗為基礎的學科,一個成功的實驗能很好地驗證反應原理,而實驗原理往往又需要用方程式等化學用語來呈現,方程式的記憶和書寫,對于大部分學生來說都是一件難事。在教學中,注重每一個實驗,認真設計、準備、改進每一個演示實驗、分組實驗,讓教與學收獲其高效性。同時,理論與實驗相結合,可以有效地幫助學生理解反應原理,領會理論上的難點。例如,在完成電解CuCl2(帶鹽橋)實驗和演示鉛蓄電池工作原理動畫實驗后,學生就能更好地理解電解質的電離,明白電化學產物的形成原因,同時也強化了氧化還原反應的理論規律。之后,對于寫出電離方程式、電極反應式、電解方程式也變得容易了許多。再如,設計和組裝SO2氣體的制備、性質以及尾氣處理的一系列實驗,SO2氣體經過發生裝置-溴水溶液-品紅溶液-高錳酸鉀溶液-氫硫酸溶液-氫氧化鈉溶液等過程,學生通過認真觀察,積極思考和判斷,加快了學生對物質性質的理解,同時也減輕了學生對知識的機械記憶的負擔,強化了學生對相關的反應方程式的書寫。再如,學生做過葡萄糖與銀氨溶液、新制氫氧化銅的實驗后,欣賞銀鏡反應之余,小組成員可輕松完成從實驗現象分析出反應產物,思考之下,也能正確寫出這個較難書寫的反應方程式。
3.3 抓好知識整合,強化基礎練習
做好一件簡單的事容易,堅持做好每一件簡單的事卻很難?;瘜W用語的特點正是易學好理解,遺忘易失望。作業中,書寫化學反應式出現不配平,化學式符號中離子所帶電荷、原子個數、電子排布式等數字的錯寫、遺漏,都反映出平時練習不扎實,不熟練?;瘜W用語的寬泛和瑣碎,需要學生在學習中做好每個知識點的內容理解,關聯好不同知識點的聯系,及時整合所學的相關知識,正確使用這些化學用語去解答化學問題,持之以恒地做一些練習,養成規范使用、書寫化學用語的好習慣。如練習書寫物質的結構、組成時,結合物質的性質、制備和應用等內容進行練習,長此以往就能達到熟能生巧的目的,那學習化學用語就真是一件簡單的事了。
3.4 完善自我檢測,提升綜合能力
有人說,一個動作重復21天,它將成為一個習慣。在教學中,學過的知識是否扎實,只有不斷地去抽查、檢測;對作業中出現的錯誤,要及時指出、糾正,強化記憶,深入理解,反復書寫和訓練,避免出現錯誤擱置、延續,養成不好的習慣。萬丈高樓平地起,夯實基礎是大樓建造的根本。學習化學用語也是如此,只有反復練習,自檢他查,打好基礎,準確、清楚、深刻地掌握所學知識,久而久之才可能很好地完成知識的鏈接,達到知識的綜合應用之目的。
參考文獻:
一、聯想物質的化學性質來記憶
物質的化學性質是要通過化學變化表現出來的?;瘜W方程式是表示化學反應的式子。因此學生在記憶化學方程式時,要聯想教材中所學過的重要物質有哪些,它們有哪些化學性質。比如:學習第六單元《碳和碳的氧化物》后,單質碳、一氧化碳和二氧化碳是本單元的三種重要物質,碳和一氧化碳都具有可燃性和還原性,可用下列方程式體現:C+O2=CO2;C+CuO=Cu+CO2;2CO+O2=2CO2;CO+CuO=Cu+CO2;二氧化碳也能與水、石灰水等反應,化學方程式為:CO2+H2O=H2CO3;CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O
二、聯想物質的用途來記憶
物質的性質決定用途,用途反映性質。物質的用途都是由該物質的某一性質所決定的。因此可以密切聯系日常生活、生產來記憶,比如:工人師傅在切割鋼板時,常用硫酸銅溶液畫線,是因為發生CuSO4+Fe=Cu+FeSO4的反應,鋼板上會出現一條紅線;生活中燒水的水壺,時間長了在壺底會有一層厚厚的鍋垢,如何除掉它,我們可以用鍋垢的主要成分(CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O);其實在生活、生產中有很多這樣實例幫助記憶化學方程式,只要我們時常做一個有心人。
可以采用對比、歸納的方法來記憶。比如:對比單質碳、氫氣和一氧化碳的化學性質;歸納可以通過哪些化學反應生成二氧化碳;聯想可以通過哪些途徑來制取氧氣?
2H2O=H2+O2;
2H2O2=2H2O+O2;
2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2;
2KClO3=2KCl+O2;
2HgO=2Hg+O2;
與次同時還可以分析出在實驗室條件下制取氧氣的原理;同樣可以歸納酸、堿、鹽之間的反應規律來幫助記憶。通過這些方法可以提高自己分析、對比能力和加深對化學方程式的認識、理解,也加深對化學方程式的印象。
三、按照反應規律記憶
化學反應的種類很多,但每一類都有一定的規律,這些規律也就是我們巧記化學方程式的依據.例如,金屬跟酸溶液發生的置換反應,要服從金屬的化學活動性順序,根據這一順序,很容易記住金屬與酸反應的化學方程式.這就是在金屬的化學活動性順序中,位于氫(H)以前的金屬跟鹽酸、稀硫酸反應時,要產生氫氣并生成該金屬的離子與參加反應的酸的酸根構成的鹽.如:Mg+HZSO=MgSO+H;zn+HZS0;==znS04+H;Fe+ZHCI……
掌握化學反應規律,必須記住化學方程式。如何做到化學方程式過目不忘呢?首先要記主要生成物。
實例:①Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
②2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2
③2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2
過目不忘原理:減少記憶量?;瘜W反應方程式是由反應物、生成物和計量數三部分構成的,反應物由信息提供,計量數通過觀察法和得失電子守恒配平。因此任何化學反應方程式只需記住主要生成物即可。
適應范圍:少數需要死記硬背的化學方程式,如:
①同類反應中的典型反應
②同類反應中的特例反應
③第一次見到的新反應(通常也是同類反應中的典型反應)。
其次,利用反應原理確定生成物。
實例1:SO2通入酸性KMnO4溶液中的化學反應方程式
①判斷反應物:反應前體系中存在的物質有KMnO4、SO2、H2SO4和H2O,一定參加反應的是KMnO4、SO2,可能參加反應的是H2SO4或H2O。
可先寫出反應物。
四、按常規記憶
常見的化學方程式,可按下列五個方面進行記憶。
(一)可燃性(都是在點燃的條件下)
(1)鎂條在空氣中燃燒
(2)鐵在氧氣中燃燒
2Mg+O2點燃2MgO3Fe+2O2點燃Fe3O4
(3)氫氣在氧氣中燃燒
(4)一氧化碳在空氣中燃燒
2H2+O2點燃2H2O2CO+O2點燃2CO2
(5)紅磷在氧氣中燃燒(6)木炭在氧氣中充分燃燒
4P+5O2點燃2P2O5C+O2點燃CO2
(二)物質用途
(1)用稀HCl除水垢2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2
(2)用稀HCl除鐵銹6HCl+Fe2O3=2FeCl3+3H2O
(3)泡沫滅火器的原理(檢驗久置于空氣中的NaOH是否變質)
2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2
(4)氫氧化鈉必須密封保存的原理2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(5)濕法冶銅原理、鐵與硫酸銅反應Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(6)熟石灰改良酸性土壤Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
(7)氫氧化鋁治療胃酸Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
(8)除水垢,檢測雞蛋殼、珍珠成分CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
(三)物質相互鑒別
(1)石灰水中通入二氧化碳變渾濁Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
(2)鹽酸與硝酸銀反應生成白色沉淀HCl+AgNO3=HNO3+AgCl
(3)硫酸與氯化鋇反應生成白色沉淀H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
(4)燒堿與硫酸銅溶液反應生成藍色沉淀2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2
(四)氣體制備
(1)加熱高錳酸鉀制氧氣2KMnO4加熱K2MnO4+MnO2+O2
(2)加熱氯酸鉀和二氧化錳制氧氣2KClO3MnO2加熱2KCl+3O2
(3)分解過氧化氫溶液制氧氣2H2O2MnO22H2O+O2
(4)用鋅和稀硫酸制氫氣Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
(5)用大理石(石灰石)制二氧化碳CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
(五)其它
(1)高溫煅燒石灰石CaCO3高溫CaO+CO2
(2)電解水2H2O通電O2+2H2
(3)氫氧化鈉溶液與鹽酸反應NaOH+HCl=NaCl+H2O
(4)石灰水與碳酸鈉的反應Ca(OH)2+Na2CO3=2NaOH+CaCO3
(5)高溫下一氧化碳還原氧化鐵(煉鐵原理)
【關鍵詞】化學方程式;記憶;方法
在中考中,化學方程式所占的比例較大,這充分說明了化學方程式在化學教學中的重要性,所以在教學中應該注重化學方程式的教學。
化學方程式既是重要的化學用語,又是化學計算應用的基礎,而且它還是國際上通用的表示化學反應的一種簡明語言。因此,化學方程式的各類知識便成為中考考查的重點。但化學方程式的記憶和正確書寫始終是初中學生學習的難點,在教學中我總結了如下的方法進行教學:
一、夯實利用化合價書寫化學式的基礎
化學式是書寫化學方程式的重要基礎,如果在利用化合價書寫化學式的教學過程中沒有打牢基礎,那么學生越往后學習書寫化學方程式就越為困難,以至于到后期復分解反應的化學方程式的書寫始終難以攻克,成為夾生飯。因為,利用化合價口訣,根價口訣正確書寫化學式顯得尤為重要,一定要夯實基礎,讓學生切實掌握,以便于學生學習、記憶化學方程式時能夠有充足的知識儲備。
二、依據實驗現象記憶化學方程式
1、磷和氧氣反應,這個實驗的現象是產生大量的白煙,白煙是五氧化二磷,學生就可以知道磷和氧氣反應后的產物是一種白煙,而白煙是五氧化二磷,這樣反應物和產物就記住了,在進行配平。
2、硫和氧氣反應,這個實驗的現象是有刺激性氣味的氣體產生,這種氣體是二氧化硫,那么硫在氧氣中燃燒生成了一種刺激性氣味的氣體,這種氣體是二氧化硫,這樣學生記記住了現象,又同時記住了反應物和產物。
3、鐵和硫酸銅溶液的反應,實驗現象是鐵的表面有紅色物質析出,溶液變為了淺綠色。紅色的物質是銅,淺綠色的溶液是硫酸亞鐵,這樣產物就記住了。當然這個反應,用置換反應來記憶也是很簡單的。
4、電解水的反應:可以連著實驗室制取氧氣的三個化學方程式進行配平的記憶,反應物都是配2,通過電解水的實驗現象,兩只試管產生兩種氣體,氫氣和氧氣的體積比是2:1,那么產物就是氫氣和氧氣,化學計量數比也是2:1。
三、據共同特點進行記憶
1、實驗室制取氧氣的化學方程式有三個:首先記住反應物的化學式,過氧化氫(H2O2),高錳酸鉀(KMnO4),氯酸鉀(KClO3),這個三個化學方程式的共同特別,都是分解反應,反應物都配2,都要制出氧氣。那么從第一個開始,H2O2中加入催化劑二氧化錳開始反應,那么H2O2和誰長得像呢?H2O,那么第一個產物就是水,這個反應要制什么呢?制O2,于是產物就都寫出來,同時反應物已經配2,分解反應,后面就很好配平了。
第二個利用KClO3制氧氣,條件是加入二氧化錳并加熱,產物的記憶方法,把“KCl/O3”分成兩部分,前一半變成氯化鉀,后一半變成了O2,再根據已經配平的反應物就可以配平了。第三個,高錳酸鉀制氧氣,讓學生讀出化學式,KMnO4,那么請同學們記住KMnO4(按字母讀)加熱后分解出K2MnO4,那么這個反應為什么沒有加二氧化錳呢?因為它自己產生了二氧化錳,最后制出氧氣,這樣產物就都出來了。
2、Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O對學生來講記憶是比較困難的,我是這樣幫助學生記憶的,把反應物分成三部分,鈣離子,氫氧根離子,二氧化碳分子,前面有二氧化碳,后面容易出現碳酸根離子,那么先寫出CO3,但是碳酸根是陰離子,需要得到陽離子,那么只有鈣離子可以和它配對,于是得到了碳酸鈣,也就是看見的渾濁物,還有氫氧根離子沒有去處,于是變成了和它很像的水分子。同理推出2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O,二氧化碳變成碳酸根離子,帶兩個單位的負電荷,結合陽離子鈉離子,帶一個單位正電荷,所以鈉離子需要兩個,氫氧根離子還是變成水。
3、Ca(OH)2 + SO2 =CaSO3 + H2O
二氧化硫的反應教給學生去想二氧化碳,例如上面這個反應先寫二氧化碳和氫氧化鈣反應Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O,第二步,把C改成S就好了。同時練氧化硫和氫氧化鈉的反應。
四、依據反應類型進行記憶
化合反應和分解反應在初中階段特點比較顯著,可以用現象,特點等方面幫助學生巧記。
置換反應可以用字母表示為A+BC=AC+B,如:Fe + CuSO4=FeSO4 + Cu簡單的看,就是鐵和銅交換了位置,再從現象上幫助學生理解,正二價的銅離子形成的溶液都是藍色或藍綠色(如硫酸銅、氯化銅、硝酸銅),正二價的亞鐵離子形成溶液都是淺綠色(如硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硝酸亞鐵)。鐵表面析出的紅色物質是因為生成了銅單質。
復分解反應可以用字母表示為AB+CD=CB+AD,兩端結合,中間結合,例如,HCl + NaOH = NaCl +H2O,兩端的氫離子和氫氧根離子結合生成水,中間的氯離子和鈉離子結合生成氯化鈉,這樣就很容易記憶了。
還原反應的記憶,還原反應是一種奪氧的反應。
例如: H2+ CuO =Cu+H2O,還原劑要奪氧,氫氣奪走了氧化銅的氧,變成了水,氧化銅被奪走了氧元素,變成了銅。
五、利用反應實質進行記憶并配平
1、酸堿中和反應的實質是H++OH-=H2O,那么讓學生練習NaOH和H2SO4反應的書寫,由于一個氫離子結合一個氫氧根離子生成一個水分子,那么一個氫氧化鈉分子中只有一個氫氧根離子,而一個硫酸分子中有兩個氫離子,怎么辦,學生可以得出給氫氧化鈉配2,這樣就是兩個氫氧根離子和兩個氫離子反應得到兩個水分子,再練習Fe(OH)3和H2SO4反應,學生很快可以得出需要六個氫氧根離子和六個氫離子反應得到六個水分子,這樣就使得中和反應很容易配平并記憶。
2、碳酸鹽和酸反應的實質是CO32-+2H+=H2O+CO2,例如:Na2CO3和HCl反應,一個碳酸根離子帶兩個單位的負電荷,一個氫離子帶一個單位的正電荷,那么一個碳酸根離子肯定需要兩個氫離子,所以HCl的前面肯定需要配2,得到一個水分子和一個二氧化碳分子。再如:Na2CO3和H2SO4反應,一個硫酸分子已經提供了兩個氫離子,那么反應物就不用配了,已經平了。
3、碳酸氫鹽和酸反應的實質是HCO3-+H+=H2O+CO2,例如:NaHCO3和H2SO4的反應,是一個碳酸氫根離子和兩個氫離子的反應,那么根據1:1的關系,碳酸氫根離子就需要兩個,于是生成兩個水分子和兩個二氧化碳分子,再根據復分解反應的原理得到另一個產物硫酸鈉。
六、熟讀化學方程式的宏觀讀法
其實很多化學方程式,學生只要會讀就能很容易掌握它的書寫,當然需要有利用化合價書寫化學式的基礎,在讀出宏觀物質的同時,還可以強化學生正確書寫化學式的基礎,例如,硫和氧氣在點燃的條件下生成二氧化硫,這樣簡單的化學方程式,學生基本會讀就會寫,不失為是記憶化學方程式的一種較好的方法。
在化學方程式的教學中,有些老師教完后就讓學生強記化學方程式,在老師的督促下,學生用自己的方法進行記憶,聰明的學生總結出適合自己的記憶方法,還有為數不少的學生只能死記硬背,效果非常差,甚至就像被單詞句子一樣,用字母數字從頭背到尾,然后很快又忘記,完全不懂化學方程式的含義。如果老師沒有在化學方程式的記憶上幫助學生歸納總結方法或技巧,那么對于不少學生來講,化學方程式無形的加重了學生的課后負擔,反復記憶,卻不牢固,甚至到后期學生對放棄記憶化學方程式,以至于失去學習化學的信心。有些我們覺得很簡單的東西,但是對學生來講卻很難,所以,在教學中,老師幫助學生尋找規律,總結技巧,幫助學生記憶化學方程式,是十分重要的。
參考文獻: