数字“1”在初中化学教学中的应用

朱凌虹

在物理学中，焦耳、米和安培分别是功、长度和电流等物理量的单位，由此可以进行设想，“1”是否也能作为单位进行使用.在初中化学知识中，原子量是一个比值，国际通用单位为1，对应符号就是“1”，但通常都不将单位写出，并且中子和质子的相对质量都接近1.下面对数字“1”在初中化学教学中的应用进行阐述.

一、化学中的“1”

“1”不仅能作为一个数字，在化学中更是有着无限的作用和空间.随着教育改革的深入，教师开始注重培养学生学习的热情和兴趣.因此，如何利用数字“1”激发学生的主动性和化简学生的学习过程是值得教师研究的课题.学生从开始学习活动就接触了数字，也接触了多种多样关于数字的游戏.这些生动具体的数字游戏，对提高学生学习的兴趣和热情起到了一定程度的作用.研究发现，在初中化学知识内容中，数字“1”贯穿了整个初中化学.引导学生对“1”进行理解，对于学生学习化学有着不可估量的作用.数字“1”，能让化学问题变得浅显易懂，直观生动.

“1”在化学符号的运用中总是忽隐忽现.下面对“1”的不表示情况进行分析.其一，表示个数.比如，在表示1个氧离子、1个氧原子和1个氧分子时，并没有将“1”表示出来.在通过化学符号进行表达时，直接写为O2-、O、O2.其二，表示化合价.一些化学元素的化合价为+1或者是-1，但是在进行离子的书写时，不能将“1”书写出来，如K+、H+、Cl-.在结构示意图中，也要重视这个问题；其三，化学方程式.在书写化学方程式时，若反应产物和反应物的化学计量系数为“1”，那么在書写时也要省略，如CaO+H2OFY=Ca（OH）2.

在我们所了解和熟悉的自然界中，大部分时候都是“1+1=2”，但是在化学中存在着“1+1≠2”的现象.通过这一现象，我们可以分析出化学物质的特殊性质，并以此来对分子、原子的性质进行揭示，也就是原子之间和分子之间存在着空隙.通过“1+1≠2”的现象，可以对这一现象进行理性的分析.比如，取一支长度大约为50cm的细玻璃管，在其中注入半管的蒸馏水，之后向其中注入酒精，使管内的液体与管口持平，然后对玻璃管的管口进行封闭，将细玻璃管进行几次的上下颠倒和振荡，随后对玻璃管中液体的体积进行观察，可以发现液体的体积变小了.在这个实验中，1+1<2.这就是“1+1≠2”的现象.其实，在固体状态和气体状态的物质中，也存在此种“1+1≠2”的现象.原则上是仍然可以沿用压缩的方法，但是由于其分子之间的斥力过大，而导致实验的操作难度过大，但是仍然可以用热胀冷缩的现象对其证明.因为分子本身是不会发生体积变化的，所以热胀冷缩就可以说明是分子之间的距离发生了变化.若将原来的物质体积看作是1，那么热胀就是大于1，冷缩就是小于1，将两种物质混合，也就是“1+1≠2”.

二、化学中“1”的应用

1.“1”在化学概念中的应用.化学反应的类型有很多种，但是按照基础的类别进行分类，可以分为四种基础反应：分解反应、化合反应、置换反应和复分解反应，其中除了复分解反应，其他三种反应都与“1”息息相关.我们可以对这三种反应在“1”的层面进行简要分析.其一，置换反应是单质与化合物产生反应，并且反应的产物为另一种化合物和单质.在“1”的层面对置换反应进行理解，就是“1”化和“1”单进行反应生成另“1”化和“1”单的反应.其二，分解反应是一种物质进行反应生成两种及两种以上的物质的化学反应.在“1”的层面进行理解，就是“1”生成n.其三，化合反应是两种及两种以上的化学物质反应生成一种物质的化学反应.在“1”的层面理解，就是n合成“1”.在对化学反应的类型进行分析和理解的过程中，只要对“1”的概念进行充分地理解，就能对化学反应的类型进行准确的区分和辨别.例如，有四种物质甲、乙、丙、丁存在于一个密闭的容器中，四种物质在一定的反应条件下进行充分反应，反应完毕后对容器内的物质的质量进行测量，经过测量可发现反应前甲物质的质量为16.33g、乙为37.28g、丙为83.26g、丁为44.17g.在反应后甲物质的质量变为37.62g、乙为50.84g、丙为12.34g、丁为80.24g，请对密闭容器中发生的化学反应类型进行判定.对四种物质反应前后的物质质量分析发现，在反应的过程中，四种物质中只有丙物质在反应后的质量减小，而其他三种物质甲、乙、丁的质量都相应增大.由此可见，在这个反应的过程中根据物质质量的变化，满足“1”生成n的条件和规律，并依此进行推断密闭容器中发生的反应为分解反应.同理，若是将上述题目中甲、乙、丙、丁四种物质反应前后的物质质量进行调换，也就是只有丙物质的质量是增大的，而其他三种物质甲、乙、丁的质量是减小的，可以看出反应中物质的质量变化规律满足n合成“1”的条件，由此可以推断发生的反应是化合反应.在酸和碱的概念中也有“1”的影子，可以将概念中的“全部是H+”或“全部是OH-”看作是“1”，便于学生对“全部”进行深层次理解.

2.“1”在化学计算中的应用.在初中化学教学中存在着较多的难点，化学方程式就是其中之一，特别是在对化学方程式进行配平时，学生时常无处下手，但是如果在配平的过程中融入“1”的理念，就能将化学方程式的配平简便化.例如，对焦炭还原氧化铁的反应.通过“1”对化学方程式进行配平，首先要找出化学方程式中最多原子个数的物质即氧化铁，将氧化铁的系数设定为1，根据质量守恒定律，化学反应前后应该是相等的原子个数，因此可以得出其他物质的系数，C的系数为（3[]2），Fe的系数为2，二氧化碳的系数为（3[]2），再将各个物质的系数都化为最简的整数比，即将方程两边的系数都乘以2，最后得出焦炭还原氧化铁的化学方程式为3C+Fe2O3FY（=高温FY）4Fe+3CO2↓.又如，酒精在氧气中燃烧的反应.通过“1”对化学方程式进行配平，方程中原子数目最多的物质是乙醇，将其系数定为1，根据质量守恒定律可以得出氧气的系数为3，二氧化碳的系数为2，水的系数为3，各化学物质的系数为最简的整数比，因此不需要进行化简，最后得出酒精在氧气中燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2FY（=点燃FY）2CO2+3H2O.在计算化学物质的质量分数时，也经常遇到“1”的存在.简单地从数值上来看，1=100%.因此，在表示某种元素或者物质的质量分数时，可以将一种物质或元素的质量分数看作是1，然后减去其他元素或物质的质量分数，以此来表示某元素或物质的质量分数，即某物质的质量分数=1-其他物质的质量分数.例如，某物质的化学式为XCO3，已知氧元素在其中的质量分数为48%，碳元素的质量分数是12%，请推断出X是哪种元素，并写出此物质的化学式.由题可知X元素在XCO3中的质量分数=1-12%-48%=40%.又X/（X+16×3+12）×100%=40%，计算可得X=40.查表后可知，X为Ca.此物质为碳酸钙，其化学式为CaCO3.

总之，初中化学中蕴涵着较多生活中的规律.教师要仔细观察和研究生活中存在的化学现象，在化学教学过程中引导学生对其中所蕴涵的规律进行总结，激发学生对于化学学科的学习兴趣和学习动力，从而提高教学效果.endprint