藍(lán)李勇

【摘 要】本文根據(jù)化學(xué)是一門滲入了數(shù)學(xué)、物理、生物等知識(shí)的學(xué)科特點(diǎn)，闡述將函數(shù)圖象應(yīng)用到高中化學(xué)教學(xué)中，幫助學(xué)生更好地理解和掌握化學(xué)的基本原理和變化規(guī)律，更好地解答化學(xué)問題。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué) 函數(shù)圖象 教學(xué)應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）05B-0145-02

化學(xué)是一門歷史悠久的學(xué)科，擁有龐大的知識(shí)網(wǎng)路。對(duì)于高中化學(xué)來說，內(nèi)容繁瑣，知識(shí)點(diǎn)多，是許多學(xué)生不能夠?qū)W好化學(xué)的原因。如何化繁為簡(jiǎn)，幫助學(xué)生理清學(xué)習(xí)思路是高中化學(xué)教學(xué)的關(guān)鍵與難點(diǎn)。在化學(xué)的教學(xué)過程中，可以利用數(shù)學(xué)函數(shù)圖象直觀形象、利于分析的特點(diǎn)，把函數(shù)圖象與化學(xué)教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，將函數(shù)圖象與化學(xué)知識(shí)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，能夠有效地幫助學(xué)生理解、記憶和掌握化學(xué)知識(shí)，并能較好地運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決問題。

一、將函數(shù)圖象應(yīng)用到化學(xué)概念的教學(xué)中

在化學(xué)的基礎(chǔ)教學(xué)中，會(huì)有一些學(xué)生難以理解的知識(shí)點(diǎn)。針對(duì)這樣的知識(shí)點(diǎn)，有的可以結(jié)合函數(shù)圖象來幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和掌握。比如化學(xué)平衡這一概念，它的語言表達(dá)方式為：在一定前提下發(fā)生的可逆反應(yīng)中，當(dāng)正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)混合物中的各化學(xué)物的濃度和含量保持不變，這個(gè)狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。在理論教學(xué)過程中，學(xué)生容易將反應(yīng)速率相等與濃度不變的概念混淆，變成了濃度相等，而且在字面上很難讓學(xué)生直觀地領(lǐng)會(huì)和理解。如果采用函數(shù)圖象的方式把化學(xué)平衡的各個(gè)量表示出來，那么學(xué)生就能直觀形象地理解化學(xué)平衡概念（如圖 1 所示）。

從圖中我們可以直觀地看出，正反應(yīng)速率隨著反應(yīng)時(shí)間的增加不斷減小，而逆反應(yīng)速率在不斷變大，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一時(shí)刻后，正、逆反應(yīng)速率相等，此時(shí)的可逆反應(yīng)就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。所以，在教授化學(xué)平衡時(shí)，通過函數(shù)圖象將概念直觀化，學(xué)生就能夠容易理解動(dòng)態(tài)平衡的概念。

又如，學(xué)習(xí)活化能這一概念時(shí)，活化能這個(gè)概念的語言表達(dá)為：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)需要的最小能量叫活化能。這樣的表達(dá)方式對(duì)于學(xué)生來說太過于抽象，從字面上學(xué)生很難理解活化能這一概念。而如果沒有理解和掌握好這個(gè)概念，那么對(duì)后面學(xué)習(xí)將產(chǎn)生影響，特別是對(duì)后面講到的酶能夠降低化學(xué)反應(yīng)需要的活化能這一概念時(shí)，學(xué)生無法理解。如果借用函數(shù)圖象那么就能夠讓學(xué)生直觀形象地理解活化能概念（如圖 2 所示）。

通過圖 2，我們能夠清楚看到反應(yīng)物能量和生成物能量：

反應(yīng)熱能量=反應(yīng)物能量-生成物能量

=活化分子反應(yīng)變成生成物釋放的能量 E2-活化能 E1

活化能 E1 是平常狀態(tài)下的反應(yīng)物達(dá)到活化分子狀態(tài)需要的能量值時(shí)，活化分子反應(yīng)物能量=反應(yīng)物能量+活化能 E1，在反應(yīng)物能量不變的情況下，通過加入催化劑降低活化能 E1，使反應(yīng)物達(dá)到活化分子狀態(tài)時(shí)需要的能量減少。通過這個(gè)函數(shù)圖象，能夠幫助學(xué)生直觀地理解活化能、催化劑、反應(yīng)熱的概念與它們之間的關(guān)系，有利于提高教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量。

通過利用函數(shù)圖象輔助教學(xué)，往往能夠?qū)⒊橄蟮母拍钸M(jìn)行具體化，讓學(xué)生能夠從圖象中理解概念。在實(shí)際教學(xué)過程中，合理地將函數(shù)圖象和化學(xué)知識(shí)結(jié)合，能幫助學(xué)生從多方位理解化學(xué)理論，從而更好地掌握化學(xué)知識(shí)。

二、將函數(shù)圖象應(yīng)用到化學(xué)解題中

化學(xué)是一個(gè)與數(shù)學(xué)息息相關(guān)的學(xué)科，在高中化學(xué)的解題過程中，常常會(huì)碰到一些有關(guān)分段函數(shù)的題目，這種類型的題目答案往往不是唯一的，而是需要分成函數(shù)段進(jìn)行討論。通過將題目化成函數(shù)題目來解答，有時(shí)候能夠?yàn)榻忸}帶來更為快捷的方法，本文通過兩個(gè)例子來舉例說明。

〖例1〗在標(biāo)準(zhǔn)情況下，將 100 mL H2S 與 O2 的混合氣體點(diǎn)燃，反應(yīng)后恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)情況下，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后得到的氣體體積V（總）隨著混合氣體中 O2 占的體積 V（O2）的變化而變化，按照變化的關(guān)系繪制了如圖 3 的圖象（氣體的體積均在同溫、同壓下測(cè)定）。

用 V（總）和 V（O2）的函數(shù)表示 V（總）和 V（O2）的關(guān)系。

〖解析〗這是一道簡(jiǎn)單的化學(xué)題，從題中很容易就能看出是 H2S 與 O2 的反應(yīng)，根據(jù) H2S 或 O2 過量的不同情況列出關(guān)系式。但是這道題利用函數(shù)的方式更容易解答，我們通過化學(xué)方程式與圖象知道了 AB 與 BC 兩段符合線性關(guān)系，所以我們可以通過數(shù)學(xué)的方式求函數(shù)圖象中的方程式。

通過數(shù)學(xué)的方式，我們知道A、B、C各點(diǎn)的坐標(biāo)，通過兩點(diǎn)式就可以得到AB段與BC段的方程：

AB 段：V（總）=100-3V（O2），0

BC 段；V（總）=V（O2）-50，33.3

〖例2〗在標(biāo)準(zhǔn)情況下，將 10 ml NO2 和 O2 的混合氣體通入水中，被水充分吸收，以 y/mL 表示完全反應(yīng)后剩余的氣體，用 x/mL 表示混合氣體中N O2 的體積。在坐標(biāo)圖中建立 x 與 y的關(guān)系曲線。

由化學(xué)方程式 4NO2+O2+2H2O=4HNO3，我們可以知道：

當(dāng) NO2 的體積與 O2 的體積為 4∶1 時(shí)，剩余氣體為 0，此時(shí)的 NO2 的體積為 8 mL；

當(dāng) NO2<8 mL 時(shí)，剩余的氣體是 O2；

當(dāng) NO2>8mL 時(shí)，剩余的 NO2 與水發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO2+NO，剩余的氣體為 NO。

解答到這里，我們就可以看出這是一個(gè)分段函數(shù)題，此時(shí)我們就可以得到當(dāng) x=0 時(shí)，y=10；當(dāng) x=8時(shí)，y=0；當(dāng) x=10 時(shí)，，函數(shù)屬于線性關(guān)系，y 與 x 的關(guān)系圖如圖 4 所示。

在上面兩道例題解題過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)無論是通過圖象求關(guān)系，還是通過關(guān)系求圖象，都可以利用函數(shù)圖象的方式解決。化學(xué)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，通過不同知識(shí)的運(yùn)用，能夠?qū)⒒瘜W(xué)題目簡(jiǎn)單化，達(dá)到快速解答的目的。在教學(xué)過程中應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的多方位思維能力，讓學(xué)生能夠從更多的角度看待化學(xué)的問題。

化學(xué)是一門滲入了各個(gè)學(xué)科知識(shí)的學(xué)科，通過函數(shù)圖象的運(yùn)用，能夠幫助學(xué)生更好的掌握化學(xué)的知識(shí)，也能夠?yàn)閷W(xué)生掌握知識(shí)開發(fā)一個(gè)新思路。作為教師，應(yīng)該時(shí)刻保持創(chuàng)新的精神，為更好地教導(dǎo)學(xué)生，根據(jù)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)特點(diǎn)制定不同的學(xué)習(xí)計(jì)劃，確保每一位學(xué)生都能通過教師的學(xué)習(xí)計(jì)劃得到提升，同時(shí)應(yīng)做好自身的反思工作，在課余時(shí)間與同事一起探索更好的教學(xué)方法，為教育事業(yè)貢獻(xiàn)力量。

（責(zé)編 盧建龍）