以“概念”撑起化学教学一片天

2022-05-30 23:14邱福方
数理化解题研究·综合版 2022年9期
关键词:化学课堂教学高中化学概念

摘 要:高中化学涉及很多概念,其中氧化还原反应、化学反应速率、化学平衡、离子反应是非常重要的概念,本文以这些概念为例,探讨如何通过“概念”教学撑起化学教学一片天.

关键词:概念;化学课堂教学;高中化学

中图分类号:G632   文獻标识码:A   文章编号:1008-0333(2022)27-0119-03

氧化还原反应、化学反应速率、化学平衡、离子反应这些概念内容本身并不难记忆,但使学习者理解概念、熟练掌握与概念相关的规律与结论,并能灵活应用于解题中并非易事.实践表明,部分学习者对上述化学概念理解不深入,解题时出错率较高,化学成绩提升缓慢,因此,实践中应灵活运用多种方法做好概念教学,使学习者吃透概念本质.

1 “氧化还原反应”概念教学

氧化还原反应是高中化学中的重要概念,贯穿整个高中化学,重要性不言而喻.教学实践中为使学习者更好地掌握这一概念,把握氧化还原反应的本质,可按照以下思路开展教学活动:

其一,回顾所学,激发兴趣.学习者在初中阶段已经接触到一些氧化还原反应,只是当时并没有讲解氧化还原反应的概念.为降低学习者学习陌生感,激发其学习兴趣,课堂上可与学习者一起回顾初中阶段学习的化学反应,并设计相关问题要求及思考,给其留下学习的悬念.课堂上运用多媒体技术为学习者展示:铜丝在空气中加热、用氢气还原氧化铜、将铁丝插入CuSO4溶液中、向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液实验现象的图片.

学习者对这些反应非常熟悉,因此能很好地吸引其注意力.在此基础上展示如下问题:上述实验中铜元素发生了什么变化?前三个反应和最后一个反应有什么区别?含铜元素的物质在反应中各表现出什么性质?通过设置问题引导学习者向“氧化还原反应”概念的学习靠拢.

其二,结合实例,讲解概念.课堂上要求学习者动笔写出上述四个实验中反应的化学方程式.而后预留一定的空白时间要求其标出反应中各元素反应前后的化合价.而后告知学习者“氧化还原反应”的概念,要求其指出写出反应的化学方程式中哪些是氧化还原反应,哪些不是,并说明理由.学习者根据“氧化还原反应”概念不难作出判断.如此结合具体实例为学习者讲解概念,更容易给其留下深刻印象,使其建立对“氧化还原反应”概念的初步认识.

其三,运用实验,探究本质.为使学习者更好地理解“氧化还原反应”的本质.要求学习者完成课本中“交流·研讨”部分的自主学习,并鼓励其思考、讨论,在此基础上使用多媒体课件为学习者宏观展示钠和氯气、铁和硫酸铜反应的具体过程,帮助其探究氧化还原反应的本质,使其认识到氧化还原反应伴随着电子转移.不仅如此,课堂上可要求学习者思考如下问题:氧化还原反应中有物质失去电子,那么必有物质得到电子,失去电子的数目与得到电子的数目是否相同?以此使其更好地掌握氧化还原反应中存在得失电子守恒这一重要的规律.

其四,预留作业,及时巩固.实践中为使学习者更好地掌握“氧化还原反应”概念,借助氧化还原反应规律,提高分析问题的能力,完成理论知识讲解后及时预留作业,巩固其所学.例如,布置作业时可要求学习者分析以下习题:

将足量稀硫酸加入到Fe3O4和铁屑的混合物中,混合物完全溶解,所得溶液不含有Fe3+,产生Fe2+和H2的取值的量之比为3∶1,则原混合物中Fe3O4和Fe的物质的量之比为.

运用氧化还原反应规律可不用列出具体的化学方程式便可得出结果.设混合物中Fe有xmol、Fe3O4有ymol,Fe失去电子化合价升高为+2价,转移电子数目为2xmol,Fe3O4(FeO·Fe2O3)得到电子2ymol.由得失电子守恒可得H2SO4得到电子为(2x-2y)mol,对应生成H2的物质的量为(x-y)mol,由Fe2+和H2的取值的量之比为3∶1,可得(x+3y)∶(x-y)=3∶1,解得x∶y=3∶1.

2 “化学反应速率”概念教学

“化学反应速率”是高中化学的又一重要概念.化学反应速率顾名思义用于衡量化学反应的快慢,其可从反应物的减少量或者生成物的增加量进行衡量.高中化学对“化学反应速率”概念的考查主要体现在两个方面:一方面,要求学习者根据某一具体的反应,表示或者计算化学反应速率.另一方面,改变反应的某一条件后要求学习者判断化学反应速率的改变情况.教学实践中为使学生更好地掌握与理解“化学反应速率”这一概念.可按照以下思路进行教学:

其一,自主学习,掌握理论.课堂上给学习者预留一定的空白时间,要求其认真阅读课本中的内容,掌握“化学反应速率”概念的描述、具体的计算方法以及单位等.同时,鼓励其相互交流对“化学反应速率”的理解,加深对概念的认识.

其二,结合实验,进行探究.将班级学生划分成若干小组,组织其开展“探究化学反应速率的影响因素”实验.要求其根据实验现象总结反应速率的影响因素,进一步激发其学习兴趣,掌握影响化学反应速率内在因素的同时,掌握反应物浓度、温度、接触面积、催化剂等外界因素的影响规律.

其三,注重训练,深化理解.为使学习者更加深入地理解“化学反应速率”,并能正确、熟练地解决相关化学问题,教学实践中应注重围绕“化学反应速率”设计相关问题,组织学习者开展针对性的训练活动.例如,课堂上展示如下习题,要求学习者作答:

在密闭容器中某温度条件下,气体NH4Br发生反应NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)Br2(g)+H2(g),2min后,测得H2的浓度为0.5mol/L,HBr的浓度为4mol/L,若上述反应速率用

v(NH3)表示,则下列速率正确的是(  ).

A.0.5mol·L-1·min-1

B.2.5mol·L-1·min-1

C.2mol·L-1·min-1

D.1.25mol·L-1·min-1

该题能很好地锻炼学习者计算化学反应速率的熟练程度,检验其对“化学反应速率”概念的理解.用v(NH3)表示化学反应速率,即求气体NH4Br生成NH3的速率.由化学反应中的系数可知,生成NH3的速率和生成HBr的速率相等,因此,只需求HBr生成的速率即可.需要注意的时HBr分解成Br2、H2的那一部分也应考虑在内,即v(NH3)=v(HBr)=(0.5×2+4)mol/L/2min=2.5mol·L-1·min-1,选择B项.通过该题的训练可使学习者积累计算化学反应速率的经验.

3 “化学平衡”概念教学

“化学平衡”这一概念在高中化学中占有重要地位.学习过程中不仅要求学习者掌握这一概念,更要能够真正地理解化学平衡的本质.其中要求学习者根据具体化学反应以及给出的参数判断化学是否达到平衡是各类测试以及高考中的常考知识点.教学实践中为使学习者更好地掌握这一概念,可参考以下思路进行教学:

其一,鼓励自学,做好互动.讲解“化学平衡”这一概念时给学习者充分的学习自主权,鼓励题进行开展自主学习活动,尤其为更好地督促学习者高效地完成自学目标,课堂上应注重与其进行互动.如采用一问一答的形式提高学习代表以下问题:(1)“化学平衡”的概念是什么?(2)化学平衡是否是一直不变的?(3)化學平衡状态受到哪些因素影响?(4)怎样判断化学反应是否达到平衡?课堂上认真倾听学生的回答,并根据其回答问题的情况,及时进行点拨与指引,纠正其理解上的误区.如此开展教学活动,既能很好地激活高中化学课堂,又等使学习者认识与弥补学习中的不足,促进课堂学习质量的进一步提高.

其二,精讲例题,传授技巧.不同的化学反应达到平衡状态时的表现是不同的,为使学习者能够准确地掌握判断化学平衡状态的相关思路与方法,教学实践中应注重优选经典例题,在课堂上为学习者展示例题的求解过程,传授相关解题技巧,使其在以后的解题中能够少走弯路,迅速找到解题思路,实现对“化学平衡”概念的深层次理解.例如,课堂上为学习者讲解如下例题:

已知化学方程式CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g),将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中,发生上述反应,以下能够说明该反应到达平衡状态的是(  ).

A.容器内气体密度保持不变

B.混合气体平均相对分子质量不变

C.CO、H2、CH3OH三者的反应速率之比1∶2∶1

D.CO的体积分数保持不变

三种物质均为气体,由密度定义可知,无论反应是否达到平衡气体的质量不变、体积不变,密度不变;反应中气体物质的量发生变化,当达到平衡时气体物质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变;反应无论是否达到达平衡CO、H2、CH3OH三者的反应速率之比1∶2∶1.假设充入容器中CO、H2均为amol,起始时CO的体积分数为0.5.假设某一时刻CO转化xmol,则CO、H2、CH3OH的物质的量分别为(a-x)mol、(a-2x)mol、xmol对应CO的体积分数为(a-x)/(a-x+a-2x+x)=0.5.综上分析只有B项是正确的.通过该例题的讲解使学习加深对“化学平衡”概念的认识,掌握判断化学达到平衡状态的指标以及分析问题的思路.

4 “盐类的水解”概念教学

“盐类的水解”高中化学中一个非常重要的概念.该概念较为抽象,很多学习者应对概念的本质理解不深入,在解题中错误百出.教学实践中为使学习者更好地理解与掌握“盐类的水解”概念,可参考以下思路进行教学:

其一,创设探究性问题情境.“盐类的水解”概念教学中应注重激发学习者的探究热情与探究欲望.课堂上可要求学习者围绕“盐溶液都呈中性吗”开展探究活动,做好探究结果的总结与分析,尝试着解释盐溶液不都呈中性的原因,为“盐类的水解”概念讲解埋下伏笔.

其二,展示盐类的水解原理.为帮助学习者更好的理解“盐类的水解”本质以及规律,教学实践中应注重运用多媒体技术为学习者宏观的展示盐类的水解过程,使其清晰地看到溶液中离子是如何进行结合的,降低其理解上的难度.

其三,提供应用机会.为使学习者能够运用“盐类的水解”分析以及解释化学现象,应注重设计问题给学习者提供应用的机会进一步深化其对这一概念的认识.例如,课堂上可展示如下习题,要求学习者思考、作答:

常温下,0.2mol/L的一元酸HA和等浓度的NaOH溶液等体积混合后,得到溶液中部分微粒组成及浓度如图所示,则以下说法错误的是(  ).

图2

A.c(OH-)>c(H+)

B.c(OH-)=c(H+)+c(HA)

C.该溶液对水的电离有促进作用

D.该混合溶液中c(A-)+c(Y)=0.2mol/L

溶液混合后发生反应溶质为NaA,由图可知其浓度不足0.1mol/L表明其水解,水解呈碱性;NaA溶液由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),由物料守恒可知c(Na+)=c(A-)+c(HA),联立得到c(OH-)=c(H+)+c(HA).NaA水解促进水的电离.HA为弱电解质c(A-)>c(OH-),加上水电离的OH-,则c(OH-)>c(HA),由物料守恒以及溶液中离子浓度的大小关系可知,c(A-)+c(Y)=c(Na+)=0.1mol/L,只有D项错误.

综上所述,概念在高中化学中占有重要地位.教学中应注重将概念教学纳为教学工作的重中之重,尤其结合具体概念灵活运用自主学习教学法、化学实验、多媒体技术给学习者创设不同的学习情境,进一步提高其学习体验,激发其概念学习热情与学习潜力,尤其通过习题的讲解,促进其深层次地理解概念.

参考文献:

[1]

商桂苹.高中化学基本概念教学模型与案例[J].高中数理化,2021(20):63-64.

[2] 郑国雄,张贤金.基于学习进阶的“化学平衡”教学实践[J].化学教与学,2021(10):68-71.

[3] 董玲.宏微结合的高中化学概念教学策略[J].中学化学教学参考,2021(12):5-6.

[责任编辑:季春阳]

收稿日期:2022-06-25

作者简介:邱福方(1971.8-),男,福建省上杭人,本科,中学高级教师,从事高中化学教学研究.

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