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学习小专题 |
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化学,顾名思义是研究物质变化的学科。那它与其他的自然科学是什么关系呢?所有的自然科学不都是在研究变化中的规律么?由于自然界中有这么一大类变化,它们发生的频率非常高,而且有着很多相似的规律与研究方法,最重要的它们都是发生在同一个层次上:分子层次。因此就有了这么一门专门研究这一类变化的学科:化学。中学化学基于最基本的化学现象把我们引入了化学的大门。
学习化学,是一个不断熟悉、增长经验的过程。学好化学的四海一家的解决之道就是“熟能生巧”,检测你到底熟练到什么程度的一个很有效的途径就是;随便给一个本课程常用的化合物,看你是否能不用计算直接说出它的摩尔质量?随便给一个本课程常用的方程式,看你是否能不用配平就直接说出它的所有系数?有人说化学是理科中的文科,你用背文科的那种气势来记忆化学知识,应该还是绰绰有余的。
一、回首初中化学
几乎每一个与化学第一次亲密接触的初中生都会说:化学真有意思。初中化学从一开始就基于基本现象的认识。我现在还清楚的记得第一个化学实验——提炼精盐,还记得看到老师演示实验调配出硫酸铜溶液时美丽的蓝色。学习化学的时候,学习兴趣的培养应该是不成问题的。不过随着学习的问题稍微深入一些之后可能兴趣就大打折扣了。中学化学中有一点难度的问题主要有两个:关于溶液的计算和复分解反应。这里面溶液的计算问题,其实从本质上讲是一个数学问题,是一个一次方程(组)的应用题。但是需要注意的是要把相应的化学规律转化成数学式或数学条件,例如饱和度。它就相当于质量分数在随溶质变化而成直线上升时的一个定义域限制。如果你不注意这样一个限制,而是在任何时候都直接代人公式计算,可能溶液早已饱和了,你却还以为它的质量分数会继续增加。关于复分解反应,就需要强调一下学习化学的方法“熟能生巧”了,对一些典型的反应一定要烂熟于胸。然后再不断的加以总结,我对复分解反应的总的看法就是三个字:老变新。当然,对于具体的问题还要有不同层次的总结,如“酸的性质”有几条,各是什么,都应该如数家珍。
至于其他的问题大多是需要记忆的,不过需要记忆的再多也总不会比文科学习要求得更多,而且只要掌握住规律记起来还是挺容易的。如果连最基本的周期表、化合价都背不下来,那可就是学习态度的问题了。
二、高中化学的两大思路
学好高中化学主要是抓住两条思路:一、氧化还原反应的内涵与具体实践;二、元素周期律。
刚开始学习的时候可能还体会不到这两条思路的重要性。当你学完元素周期律的时候就应该适当的做以总结了。
从最开始学的卤族,到氧族,到氮族,非金属及其氧化物的性质及递变规律应该都能总结出来了,具体的例子也应该脱口而出了。金属部分的内容相对少一些,不过也可以看出规律来了。我认为,在学习完无机化学之后应该立刻做一个总结,因为中学化学,元素及其化合物、有机化学、基本概念基本规律这三大部分中,最难的,也是最为琐碎的就是第一部分了。这一部分也是最能体现“熟能生巧”的重要性的。不断的总结,从周期表上,从你总结的框图中定位每一种元素,每一种化合物。做题的时候,就从你脑子中的那张扩展了的周期表中去查找,思维更加有序,记忆起来也容易了。
遇到题目的时候还是有一些具体方法的。例如遇到氧化还原反应的时候,一定要从电子得失的角度看问题,有人命名它为“电子守恒法”。这是因为氧化还原的本质就是电子得失,从这里人手,绝对不会错(除非你算错了),而且快捷。这是真正的透过现象看本质的方法。如果你拿到有关氧化还原的题第一个想到还是配平、解方程,那你一定要试着转变一下,看看直接计算电子得失是不是更好一些。来看下面一个例子:
在3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2↑,若有5molH2O做还原剂时,被水还原的BrF的物质的量是( )
A.3mol B.2mol C.4/3mol D.10/3mo1
分析:根据被HO还原的BrF3得电子总数=5mol2H2O失电子总数,且知lmolBrF3完全被还原可得3mol电子,
设:被5molH20还原的BrF3的物质的量为x。
则:3x=5mol×2 x=10/3mol
另外,守恒的思想不仅仅局限于氧化还原反应中的电子守恒,还有质量守恒、原子守恒,都是经常使用的。使用守恒的好处有两个:一是解题方便快捷,减少步骤、出错率低;二是直接从本质解决问题,使解题思路更清晰。
由于化学计算中有很多配比问题,大部分都可以写成一次方程的形式,所以为了快捷,十字交叉法也是经常使用的。十字交叉法是进行二组分混和物平均量与组分量计算的一种简便方法。凡是具有a1X+a2Y=a(X+Y)关系式的习题,均可用十字交叉法。使用的原则:遵循守恒的原则。它常用于求算:
(1)有关质量分数的计算
(2)有关物质的量浓度的计算
(3)有关平均分子量的计算
(4)有关平均原子量的计算
(5)有关反应热的计算
(6)有关混合物反应的计算
我们举两个例子来看一看:
例一、有关质量分数的计算:
实验室用密度为1.84克/厘米398%的浓硫酸与密度为1.1克/厘米315%的稀硫酸混和配制密度为1.4克/厘米’59%的硫酸溶液,取浓、稀硫酸的体积比最接近的值是
A.1:2 B.2:1 C.3:2 C.2:3
分析:98 44
\ /
59
/ \
15 39
根据溶质质量守恒,满足此式的是98%X+15%Y=59%(X+Y)。X和Y之比是溶液质量比,故十字交叉得出的是溶液质量比为44:39,再换算成体积比。其体积比为:44/1.84:39/1.1≈2:3
答案为D。
例二:有关平均分子量的计算
实验测得乙烯与氧气混合气体的密度是氢气的14.5倍,可知其中乙烯的质量百分比为:
A.25.0% B.27.6% C.72.4% D.75.0
分析:28 3
\ /
59
/ \
32 1
根据质量守恒,满足此式的是28X+32Y=29(X+Y)
X和Y之比是物质的量之比,故十字交叉得出的是物质的量比3:1,
乙烯的质量百分含量=×100%=72.4%
答案为C。
三、说说有机化学
不少同学不太喜欢有机化学,认为有机化学不好学。其实,学习有机化学要注意以下三点就一定能学好:
其一,抓住结构特征,培养分析问题的能力。有机物的结构和性质是重点。从有机物结构出发,进行结构分析,找出物质结构和化学性质之间的内在联系,掌握有机反应的规律性。还要学会从有机物的性质来推断有机物的结构。例如从结构分析性质,只要把官能团的结构分析清楚,就可以从本质上掌握各类有机物的主要化学性质。
其二,建立网络系统,培养逻辑思维能力。有机化学知识点较多,难以掌握和记忆。在复习中通过分析对比,前后知识联系综合归纳,把分散的知识系统化、条理化、网络化。如果具备将知识横向和纵向统摄整理成网络的能力,有了网络图和化学方程式的有序储存,在解推断题和合成题时,才能迅速将网络中的知识调用、迁移,与题给信息重组,使问题得到解决。
其三,养成自学习惯,培养自学能力。有机信息迁移题主要是考查考生敏捷地接受新信息,并将新信息与旧知识相结合,由形似模仿变成神似模仿,以及在分析、评价的基础上应用新信息的自学能力。例如:
CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸ClCH2CCOH的配性强于CH3COOH,这是因为-Cl是一种强吸电子基团,能使-OH上的H原子具有更大的活动性,有的基团具有斥电子基团,能减弱-OH上H原子的活动性,这些作用统称为“诱导效应”,据上规律,填空:
(1)CHOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在(填吸或斥)电子基团,这种基团是______________。
(答:吸醛基或羰基)
(2) CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在(填吸或斥)电子基团,这种基团是______。
(答:斥甲基)
(3)C6H5也属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比H3COOH__________。
(答:强)
分析:这道题就是要求你在学好有机物的官能团的性质基础之上解决实际问题的。有机物就像搭积木样搭出来的,几个官能团一拼凑,就是一个新的有机物,至于官能团之间的影响,一般不需要考虑,即使需要题目中也会明确指出。所以看到一个没见过的有机物大可不必惊慌,一个一个分析官能团,把性质一条一条加上去就可以了。
四、掌握基本理论
中学化学的基本理论主要有三个部分——元素周期律、反应平衡和酸碱理论。理论部分相对难学一些,但不是元素及其化合物那一部分那么零散。元素周期律我们在前面已经说过,它是统领整个无机化学学习的,因此与那一部分结合的较为紧密。反应平衡和酸碱理论联系比较多。关于反应平衡理论,我曾经把它和物理中的一些规律联系起来。电磁学中有一个楞次定律,说的是感应电动势的方向总是阻碍系统变化的。其实化学反应中也是如此,你加入一种反应物,化学反应就会向着新的方向进行,但是总有一种趋势,阻碍着新的平衡真正达到,而最终在中途的某一点妥协。在学习这一部分的理论时,总感觉是双方互相妥协,互相让步的过程。例如溶液中总是保持着[OH-]和[H+]的乘积为一个定值,想水中加入酸,强制使得[H+]加大,那么[OH-]必然减少,少的部分,就只好让水分子少电离一点了,也就是我们经常说的抑制水的电离。同样用这样的思路来理解不同酸碱度的溶液混合,就不会觉得有什么玄妙了。说到本质,就是[OH-]和[OH+]此消彼长,达到妥协(平衡)的过程。
五、说说信息题
化学知识告诉了你一些元素及其化合物的基本性质和一些有代表性的反应,可是真正需要你掌握的不仅仅这一些书本上的知识,而更为重要的是你能否用所学的知识解决实际问题、扩展所学的知识去猜测推断新的性质;信息给与题就在这样的要求下应运而生,而且还在不断壮大和完善中。有些同学很怕这类题,其实做这样的题没必要害怕,只要你对所学的知识掌握得很好了,到考试中大胆推测就可以了。例如这样的一道题:
在一定条件下,RO-3与R-发生如下反应:RO-3+5R-+6H+=3R2+3H2O,下列关于R元素及单质的叙述,正确的是
(A)R位于VA族
(B)R的氢化物的水溶液属于强酸
(C)RO-3中的R只能被还原
(D)R2在常温常压下一定是气体
分析:我想,谁看到这个方程式都会想起卤族元素的(除非你卤族元素的性质根本就不牢),那么你就当它是一个卤族元素好了,看看相应的判断哪一个正确(答案是B)。
对于信息题,没必要专门的做什么训练,其实大多数信息题不会做,归根结底还是书上的知识没学好,还是看看相应的章节,回去修炼内力吧。
六、化学实验是化学考试中的最高峰
化学考试与其他不同,最难的题不在最后,也不是计算题,而往往是实验题。
实验考查的重点有如下三条:
其一,实验基本操作和技能。这类试题的特点通常是给出限定的仪器、药品和一些操作步骤,要求正确完成某项实验操作,既有常见仪器的使用,又有正确操作的辨别,着重考查考生的实验基本操作技能。
其二,正确运用实验原理和正确认识实验装置。这类试题通常是给出限定的实验装置、反应条件、实验现象和有关数据,要求考生根据实验原理及试题所给予的信息,结合元素化合物知识,选用仪器药品,正确认识、选择装置,说明装置中某些仪器的作用,描述实验现象,写有关化学方程式,进行数据分析,指出实验中必须注意的某些问题等等。
其三,运用所学知识和技能进行实验设计或处理。这类试题的特点是利用给出装好药品的单个实验装置,根据实验要求进行正确连接,或给出全部或部分实验环节,根据实验要求排正确的实验步骤或补充实验。
在学习的时候要注意训练发散思维以增强实验设计能力,提高信息迁移水平。实验方案的设计往往有许多途径。
为了适应中学生的知识能力水平,中学课本中的某些实验可能不是最优的方案。所以在实验复习中要根据实验原理来设计实验步骤和装置,掌握一些装置和仪器药品的替代方法,力求使设计的实验仪器简单、操作便捷、节省试剂、现象明显、安全防污等,培养和增强实验设计能力和创造性思维能力。请看下面这个例子:
某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气;将试管中的硝酸铅加热到熔融,把带有火星的细木条伸进试管口,检验放出的气体,当发现木条复燃时该学生即断言,硝酸铅受热分解有氧气放出。请你对实验及结论的合理性作出评价。如有必要,可提出改进的实验方案。
有关反应的方程式为:
分析:比较反应·和·式,其不同之处是·中除生成O2外,还生成了NO2。这一不同又产生了两个结果。一方面NO2稀释了O2,O2仅占混合气体的20%,而这与空气中O2的比率相近,因而此处O2不可能使带火星的木条复燃;另一方面NO2本身也能使带火星的木条复燃。因为NO2受热能放出O2:2NO2=2NO+O2。分析到此,问题便一清二楚。
解答:上述实验及结论在科学上是错误的。由于NO2干扰了02的检验,因此应选用NaOH液除掉NO2后再检验之。
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