□顏建河
隨著新課程、新高考的進(jìn)一步深化,落實(shí)知識(shí)功能價(jià)值、發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)已成為高考命題的特點(diǎn)。高三化學(xué)復(fù)習(xí)要緊抓課標(biāo),回歸教材,防止片面追求“新、奇、怪”的現(xiàn)象,從教材基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的再學(xué)習(xí)入手,有效夯實(shí)必備知識(shí)和關(guān)鍵能力。同時(shí),要打破章節(jié),圍繞學(xué)科主干內(nèi)容,采取相應(yīng)措施,克服單向思維定勢(shì),發(fā)展發(fā)散思維,促進(jìn)化學(xué)學(xué)科的深度復(fù)習(xí),提升學(xué)科核心素養(yǎng)。
高三化學(xué)復(fù)習(xí)不是簡(jiǎn)單的重復(fù),特別是對(duì)于核心知識(shí)的深度復(fù)習(xí),更應(yīng)該突出重點(diǎn),抓住關(guān)鍵,把所學(xué)的知識(shí)系統(tǒng)化,并學(xué)會(huì)從相異事物中尋找內(nèi)在聯(lián)系,從相似事物中找出本質(zhì)差別。要把教材的重點(diǎn)內(nèi)容作為復(fù)習(xí)的信息來(lái)源,沿著各個(gè)不同的方向去探索,盡可能多地進(jìn)行信息網(wǎng)狀輸出,從而系統(tǒng)學(xué)習(xí)知識(shí),加強(qiáng)知識(shí)的橫向聯(lián)系。例如,在復(fù)習(xí)“阿伏加德羅定律”這一概念時(shí),可從“物質(zhì)的量”這一核心知識(shí)出發(fā),再結(jié)合條件的改變,總結(jié)、引導(dǎo)得出“阿伏加德羅定律”的如下推論。
(1)相同溫度和壓強(qiáng)下,不同氣體的相對(duì)分子質(zhì)量(M)與密度(ρ)成正比。即M1/M2=ρ1/ρ2。
(2)相同溫度和壓強(qiáng)下,相同質(zhì)量的氣體中,密度(ρ)與物質(zhì)的量(n)成反比。即ρ2/ρ1=n1/n2。
(3)相同的溫度和壓強(qiáng)下,氣體的體積(V)與其物質(zhì)的量(n)成正比。即V1/V2=n1/n2。
(4)在相同的溫度下,體積一定時(shí),氣體的壓強(qiáng)(P)與其物質(zhì)的量(n)成正比。即P1/P2=n1/n2。
例1.合成氨原料可以由天然氣制取。其主要反應(yīng)為:CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)。
(1)1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4按上式完全反應(yīng),產(chǎn)生H2__________mol。
(2)CH4和O2的反應(yīng)為:2CH4(g)+O2(g)→2CO(g)+4H2(g)。
設(shè)CH4同時(shí)和H2O(g)及O2(g)反應(yīng),1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4按上述兩式完全反應(yīng),產(chǎn)生氣體的體積V(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為_(kāi)_________。
(3)CH4和H2O 及富氧空氣(O2含量較高,不同富氧空氣氧氣含量不同)混合反應(yīng),產(chǎn)物氣體組成如下表:
計(jì)算該富氧空氣中O2和N2的體積比為:V(O2)/V(N2)=__________。
(4)若CH4和H2O(g)及富氧空氣混合反應(yīng)的產(chǎn)物中,V(H2)/V(N2)=3:1(合成氨反應(yīng)的最佳比),則反應(yīng)中的H2O(g)和富氧空氣的體積比為何值?
分析與解答:本題以“物質(zhì)的量”為核心,涉及多種相關(guān)量的計(jì)算,有一定難度。解答好這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵就是要熟悉甲烷、阿伏加德羅定律等相關(guān)知識(shí),從化學(xué)過(guò)程的分析出發(fā),并以“物質(zhì)的量”為核心計(jì)量來(lái)切入解題。這樣,才能追尋到不同條件下解決各種問(wèn)題的最佳途徑。
(1)根據(jù)反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g),可推知(在相同條件下,氣體物質(zhì)的量比與體積比成正比),1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4可產(chǎn)生H2的體積為:V(H2)=1000L/22.4L·mol-1×3=133.93mol。
(2)若設(shè)反應(yīng)完全按CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g)進(jìn)行,則1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4可產(chǎn)生氣體的體積V為4m3;若反應(yīng)完全按2CH4(g)+O2(g)→2CO(g)+4H2(g)進(jìn)行,則1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4可產(chǎn)生氣體的體積V為3m3。又知,反應(yīng)按上述兩反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,故1m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CH4可產(chǎn)生氣體的體積為3m3<V<4m3。
(3)若設(shè)H2O的物質(zhì)量的量為xmol,O2的物質(zhì)的量為ymol。則有
所以V(O2)/V(N2)=(7.5+2.5)/15=2/3。
(4)若設(shè)富氧空氣中O2的體積分?jǐn)?shù)為a,反應(yīng)用去的H2O(g)與富氧空氣的體積分別為b、c。則有(3b+4ac)/[(1-a)c]=3/1 b/c=(1-7a/3)。
著眼教材,打破章節(jié)的深度復(fù)習(xí)方法,既開(kāi)拓了學(xué)習(xí)思路、發(fā)散了思維,又能提高創(chuàng)造能力和應(yīng)變能力。
化學(xué)深度復(fù)習(xí),就是要重視化學(xué)方法,采用類(lèi)比方法揭示概念、規(guī)律的本質(zhì)特征和它的內(nèi)涵與外延,克服思維定勢(shì)的消極影響,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移與強(qiáng)化。一輪復(fù)習(xí)中,學(xué)生的分析能力正處在由“經(jīng)驗(yàn)型”向“理論型”轉(zhuǎn)變的過(guò)渡階段,往往偏重感性認(rèn)識(shí),忽視理論認(rèn)識(shí)過(guò)程,很難抓住事物的本質(zhì),往往將一定范圍內(nèi)形成的“經(jīng)驗(yàn)”僵化地固定或不加證明地?cái)U(kuò)充,造成思維定勢(shì)的消極影響。復(fù)習(xí)中可通過(guò)“宏觀辯識(shí)與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等化學(xué)學(xué)科思想方法,全力揭示化學(xué)問(wèn)題的本質(zhì)、概念的內(nèi)涵和外延,精辟地分析概念、規(guī)律、化學(xué)方程式等。
例如,在復(fù)習(xí)Na2O2的相關(guān)性質(zhì)時(shí),特別是涉及反應(yīng)方程式的相關(guān)計(jì)算時(shí),可采用差量、合并反應(yīng)方程式的方法來(lái)揭示其本質(zhì),找出快速、簡(jiǎn)捷解決問(wèn)題的途徑。大家知道,Na2O2與CO2、H2O的反應(yīng),可依據(jù)反應(yīng)方程式找出其質(zhì)量(或體積)差。即有如下關(guān)系:
同理,CO、H2在有O2存在并點(diǎn)燃的條件下,可與Na2O2發(fā)生如下反應(yīng):
利用合并反應(yīng)方程式的方法,即①式+③式、②式+④式可得出反應(yīng):
Na2O2+CO=Na2CO3
Na2O2+H2=2NaOH
從上述合并后的反應(yīng)方程式可總結(jié)出如下規(guī)律:
(1)CO、H2可被Na2O2完全吸收,原混合氣體中的O2可看作不參加反應(yīng),實(shí)際上上述反應(yīng)必須在有O2存在的條件下,不斷用電火花引燃才能發(fā)生,否則反應(yīng)不能進(jìn)行。
(2)符合通式(CO)nH2m的有機(jī)物與Na2O2的反應(yīng),可看作是Na2O2與CO、H2的混合物反應(yīng),同時(shí)要有O2存在,且在不斷用電火花引燃的情況下可被完全吸收(O2可看作不參加反應(yīng))。即將mg(CO)nH2m的化合物在O2中完全燃燒后的混合氣體被Na2O2充分吸收后,固體的質(zhì)量增加mg。
例2.在盛有足量Na2O2的體積不變的密閉容器中,通入2.24L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的CO2和CO的混合氣體,該混合氣體對(duì)H2的相對(duì)分子質(zhì)量為16。用電火花間斷放電引燃,充分反應(yīng)后剩余氣體折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況其體積為_(kāi)________L,剩余固體質(zhì)量增重_________g。
分析與解答:根據(jù)題給條件,有如下反應(yīng):
合并上述兩反應(yīng)得:
分析②與③兩反應(yīng)可知,混合氣體中的CO2與Na2O2反應(yīng)要放出O2,即1molCO2反應(yīng)時(shí)要放出0.5molO2,固體質(zhì)量只增加28g,相當(dāng)于吸收了1molCO。而混合氣體中的CO相當(dāng)于完全“直接”被吸收,既不消耗O2,又不放出O2。明白上述反應(yīng)規(guī)律,則問(wèn)題便可迎刃而解。
依據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量推知:n(CO2)/n(CO)=1/3,則有v(CO2)=1/4×2.24L=0.56L。所以最后剩余氣體為O2,其體積為0.56L/2,即0.28L;固體的質(zhì)量將增加0.1molCO的質(zhì)量,即2.8g。
著眼基礎(chǔ),類(lèi)比推理深度復(fù)習(xí)方法,從具體示例的分析入手來(lái)揭示其實(shí)質(zhì),并進(jìn)行創(chuàng)新拓展,對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)造性思維無(wú)疑有著積極的促進(jìn)作用,是提高素養(yǎng)的必要手段,應(yīng)給予高度重視。
精選具有多樣性、綜合性和多變性的習(xí)題進(jìn)行訓(xùn)練,可以克服單一章節(jié)、單一內(nèi)容的思維定勢(shì)。利用深度復(fù)習(xí),既能有效夯實(shí)基礎(chǔ),提升思維水平,又能促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展,對(duì)于培養(yǎng)和發(fā)展思維能力是大有裨益的。例如,在復(fù)習(xí)高中化學(xué)酸堿中和反應(yīng)后pH之間的關(guān)系變化時(shí),可利用高考真題的剖析與改編來(lái)闡述其核心實(shí)質(zhì),培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
例3.為更好地表示溶液的酸堿性,科學(xué)家提出了酸度(AG)的概念,AG=lgC(H+)/C(OH-),則下列敘述正確的是( )
A.中性溶液的AG=0
B.酸性溶液的AG<0
C.常溫下0.1mol·L-1氫氧化鈉溶液的AG=12
D.常溫下0.1mol·L-1鹽酸溶液的AG=12
分析與解答:本題是一道涉及AG概念具體理解和運(yùn)用的試題,難度不大。要想解答好這方面的問(wèn)題,必須熟練掌握pH的相關(guān)知識(shí),從概念入手,學(xué)會(huì)知識(shí)遷移。
利用試題所給予的概念,在中性溶液中,C(H+)/C(OH-)=1,AG=0,則推知選項(xiàng)A 正確;在酸性溶液中C(H+)/C(OH-)>1,AG>0,則推知選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在常溫下0.1mol·L-1氫氧化鈉溶液中C(H+)/C(OH-)=10-12,AG=-12,則推知選項(xiàng)C錯(cuò)誤;常溫下0.1mol·L-1鹽酸溶液中C(H+)/C(OH-)=1012,AG=12,則推知選項(xiàng)D正確。
答案:A、D
總之,高三化學(xué)深度復(fù)習(xí)的目標(biāo)就是要經(jīng)過(guò)類(lèi)型各異的練習(xí)、一題多變的綜合訓(xùn)練,從不同的思維方位把同一問(wèn)題解答出來(lái)。最大程度的提升思維的獨(dú)創(chuàng)性,真正提高化學(xué)學(xué)科復(fù)習(xí)的效率。