張成立
摘 要:學(xué)生思維能力的培養(yǎng)是多方面的,需要教師認(rèn)真優(yōu)化自己的課堂教學(xué)方法,把立足點轉(zhuǎn)到指導(dǎo)學(xué)生、點撥學(xué)生上,注重學(xué)生的能力培養(yǎng)。文章結(jié)合教學(xué)高中有機化學(xué)解題的實踐經(jīng)驗,從類推思維、發(fā)散思維、逆向思維、動態(tài)思維四個方面就如何培養(yǎng)學(xué)生思維能力進行了簡單闡述。
關(guān)鍵詞:有機化學(xué);解題能力;類推思維;發(fā)散思維;逆向思維;動態(tài)思維
有機化學(xué)是高考必考知識點,該部分內(nèi)容學(xué)生很難學(xué)懂,特別是不會解題。因此想要學(xué)好該部分內(nèi)容,掌握好該部分內(nèi)容知識,培養(yǎng)學(xué)生思維能力非常關(guān)鍵。所以,文章結(jié)合教學(xué)高中有機化學(xué)的實際情況,從類推思維、發(fā)散思維、逆向思維、動態(tài)思維四個方面談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生解題的思維能力。
一、 從官能團及代表物入手培養(yǎng)學(xué)生類推思維能力
官能團決定著各類有機物的主要化學(xué)性質(zhì),有了某種官能團,就能得知有機物在什么樣的條件下會在哪個化學(xué)鍵斷裂,怎樣形成新的化學(xué)鍵。掌握了這種方法,就能用類推思維去培養(yǎng)學(xué)生的解題思維能力。
如有些人喜歡喝蘋果醋用來減肥,為什么呢?那是因為蘋果醋具有減肥等功能。蘋果酸(即α-羥基丁二酸)是蘋果醋的主要酸性物質(zhì)。
蘋果酸結(jié)構(gòu)簡式如下:
HOOC—CH—CH2—COOHOH
問題:下列說法不正確的是( )
A. 蘋果酸能發(fā)生酯化反應(yīng)
B. 蘋果酸能發(fā)生催化氧化反應(yīng)
C. 蘋果酸能發(fā)生消去反應(yīng)
D. 1mol蘋果酸與Na反應(yīng)最多消耗2molNa
分析:蘋果酸含有羥基(—OH)和羧基(—COOH),它具有乙醇和乙酸的性質(zhì),所以1mol蘋果酸與Na反應(yīng)最多消耗3molNa。故不正確答案為D。
學(xué)習(xí)每類有機物,記住官能團,就可判斷該有機物在什么條件下會在哪個化學(xué)鍵斷裂,又怎樣形成新的化學(xué)鍵。根據(jù)這種方法,可把該有機物的代表物作為標(biāo)準(zhǔn),運用到相類似的有機物中。
例如乙醇,官能團為羥基(—OH),結(jié)構(gòu)式為:
取代反應(yīng):與Na反應(yīng)在①處斷鍵,生成CH3CH2ONa,與HX(氫鹵酸)反應(yīng)在②處斷鍵,生成CH3CH2—X。
消去反應(yīng):濃硫酸存在并加熱條件下,在②④處斷鍵,生成CH2CH2。但與羥基連接最近的碳原子上須有氫原子才能發(fā)生消去反應(yīng)。例如CH3C(CH3)2CH2OH不能發(fā)生消去反應(yīng)。
氧化反應(yīng):在Cu或Ag存在并加熱條件下,在①③處斷鍵,生成CH3CHO。但乙醇中與羥基連接的碳原子上至少有2個氫原子才能氧化成醛,只有1個氫原子氧化成酮,沒有氫原子不發(fā)生氧化反應(yīng)。
酯化反應(yīng):在濃硫酸存在并加熱條件下,與羧酸(R—CO18OH)反應(yīng),在①處斷鍵,生成R—COOCH2CH3。
只要讓學(xué)生掌握了乙醇的化學(xué)性質(zhì)及斷鍵的原理,以后學(xué)生遇到的有機物再復(fù)雜,只要看到羥基(—OH)連接在鏈烴基上,就可用乙醇的化學(xué)性質(zhì)來類推。這是讓學(xué)生用熟悉的代表物解決復(fù)雜有機物的化學(xué)性質(zhì)的思維問題。
二、 從一題多解培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力
一題多解是指同一個題可用多種方法來解答的題型。有機化學(xué)教學(xué),教師要教會學(xué)生一題多解。因為一題多解,可以鍛煉學(xué)生解題的思維,讓學(xué)生在最短時間內(nèi)迅速解出題來。
如分別計算1molCH4、1molC3H6、1molC2H5OH(C2H6O)、1molC6H12O6完全燃燒消耗O2的物質(zhì)的量。
解法1:
分析:此題可用有機物燃燒的化學(xué)方程式進行計算得出答案。
此方法是一種常規(guī)解題方法,大多數(shù)學(xué)生都能理解和掌握,但是必須寫出燃燒的化學(xué)方程式,花費的時間相對較多。
解法2:
分析:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后
用此方法可快捷算出有機物燃燒消耗的氧氣,不需寫出燃燒化學(xué)方程式,可為學(xué)生節(jié)省做題時間。
又如2.3g某有機物A完全燃燒后,生成0.1molCO2和2.7gH2O。燃燒后該化合物蒸氣與空氣相對密度測得1.6。求該化合物的分子式。
解法1:
分析:根據(jù)某有機物A完全燃燒后生成CO2和H2O,通過質(zhì)量守恒定律知某有機物A中一定含有C、H元素,可能含有O元素,因為CO2和H2O中的O元素可能全部來自O(shè)2,也可能部分來自O(shè)2,部分來自A。A中是否含O元素,需要計算C、H元素的質(zhì)量與A的質(zhì)量,通過對比才能確定。有機物A的相對分子質(zhì)量,可用阿伏伽德羅定律的推論M1M2=ρ1ρ2來求。
(1)求2.3g某有機物A中組成元素的質(zhì)量。
根據(jù)碳元素守恒:m(C)=0.1mol×12g/mol=1.2g
根據(jù)氫元素守恒:m(H)=2.7g18g/mol×2×1g/mol=0.3g
m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g,所以有機物A中還含有O元素,其質(zhì)量為:m(O)=m(A)-m(H)-m(C)=2.3g-0.3g-1.2g=0.8g
(2)求該有機物的相對分子質(zhì)量。
根據(jù)阿伏伽德羅定律的推論:M1M2=ρ1ρ2得:Mr(A)=29×1.6=46。
(3)求該有機物A中各元素原子的數(shù)目。
解法2:
分析:先求有機物A的相對分子質(zhì)量。即求出A的物質(zhì)的量,再分別計算CO2和H2O的物質(zhì)的量。
(1)求該有機物A的相對分子質(zhì)量。(與解法1同):
(3)確定某有機物A中各元素的原子數(shù)目(即個數(shù))。
根據(jù)質(zhì)量守恒定律,C、H元素守恒得:有機物A中C、H元素的原子個數(shù)為,N(C)=2,N(H)=6,有機物A的分子式可設(shè)為C2H6Ox。根據(jù)有機物A的相對分子質(zhì)量為46可求出x。