等和定的認(rèn)知對(duì)比分析

等和定的認(rèn)知對(duì)比分析

化學(xué)知識(shí)的相互聯(lián)系和互動(dòng)，以及基于一定秩序形成的知識(shí)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)性思維又稱(chēng)為整體性思維,是以系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)為載體。只有建構(gòu)整體性的知識(shí)結(jié)構(gòu),才能提升思維的系統(tǒng)性、邏輯性和嚴(yán)密性,才有可能選擇問(wèn)題的解決方案,而方案的選擇與優(yōu)化又是解決問(wèn)題的前提條件。1so2的化學(xué)特點(diǎn)化學(xué)物質(zhì)都具有多重屬性,整合、重組物質(zhì)的性質(zhì),有利于全面認(rèn)識(shí)和系統(tǒng)把握物質(zhì)的性質(zhì)。案例1SO2的二維屬性從物質(zhì)的組成來(lái)看,SO2具有酸性氧化物的通性;而SO2的核心元素S元素的化合價(jià)“+4”價(jià)處于“-2、0、+4、+6”之間,即既具有氧化性,又具有還原性。分析SO2化學(xué)性質(zhì)的一般方法:整合SO2的上述化學(xué)性質(zhì),可用SO2的二維圖來(lái)表示:案例2Na元素的多維屬性以Na元素為中心,建構(gòu)Na元素的原子結(jié)構(gòu)、元素位置和元素性質(zhì)的三維屬性;再以金屬Na為中心,建構(gòu)金屬Na的物質(zhì)組成、物質(zhì)性質(zhì)和物質(zhì)用途的三維屬性;最后搭建Na元素與金屬Na的多維關(guān)系。2可逆反應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的平衡狀態(tài)對(duì)于同一化學(xué)原理,視角不同,認(rèn)識(shí)也不同;高度不同,理解的深度也不同。根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律,教師在不同教學(xué)階段引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)相適應(yīng)的理解層次,并最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)掌握該原理的教學(xué)目標(biāo)。案例3化學(xué)平衡(1)平衡狀態(tài)的特征當(dāng)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率相等,此時(shí)各組分的濃度不再發(fā)生變化,該反應(yīng)就達(dá)到了平衡狀態(tài)。因此,“等”(正、逆反應(yīng)速率相等)和“定”(各組分的濃度保持恒定)是判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)的原始依據(jù),由此展開(kāi),可以推出多級(jí)判斷方法。以“H2(g)+I2(g)2HI(g),ΔH<0”為例,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法:“等”的原始判據(jù):同一組分,如ν正(H2)=ν逆(H2)。“等”的一級(jí)推論:不同組分,如2ν正(H2)=ν逆(HI)。“等”的二級(jí)推論:化學(xué)鍵角度,如一個(gè)H-H鍵斷裂的同時(shí)有兩個(gè)H-I鍵斷裂?！岸ā钡脑寂袚?jù):各組分的物質(zhì)的量濃度恒定。(1)各組分的物質(zhì)的量濃度分?jǐn)?shù)恒定;(2)各組分的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)恒定;“定”的二級(jí)推論:(1)混合氣體的顏色不再變化;(3)體系溫度恒定。對(duì)于不同類(lèi)型的可逆反應(yīng),若某一物理量在平衡建立的過(guò)程中發(fā)生變化,則該物理量可以作為可逆反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志,否則不可以作為判斷依據(jù)。(2)平衡建立的過(guò)程(1)濃度:反應(yīng)物濃度逐漸減少,生成物的濃度逐漸增大,最后反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變。(2)碰撞:反應(yīng)物單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生有效碰撞次數(shù)逐漸減少,而生成物單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生有效碰撞的次數(shù)逐漸增大,最后反應(yīng)物和生成物單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生有效碰撞的次數(shù)保持不變。(3)速率:正反應(yīng)速率逐漸減少,逆反應(yīng)速率逐漸增大,最后正、逆反應(yīng)速率相等。(3)化學(xué)平衡的性能平衡常數(shù)越大,表明可逆反應(yīng)正向進(jìn)行的程度也越大。(4)化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)規(guī)律:遵循勒夏特列原理,即“增誰(shuí)減誰(shuí)、降誰(shuí)補(bǔ)誰(shuí)”。(2)驅(qū)動(dòng)力:ν正>ν逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);ν正<ν逆,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)定量判斷:Qc<K,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);Qc=K,平衡不移動(dòng);Qc>K,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。(4)本質(zhì):可逆反應(yīng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的平衡機(jī)制,能夠通過(guò)平衡的移動(dòng)來(lái)減緩?fù)饨缫蛩氐挠绊憽?5)應(yīng)用范圍適用于弱電解質(zhì)的電離、鹽類(lèi)的水解以及溶解平衡。3so4+2h2o重離子生物學(xué)特性化學(xué)概念尤其是核心概念既是中學(xué)化學(xué)知識(shí)體系的組成部分和基石,也是化學(xué)知識(shí)體系的樞紐。用核心概念將分散的知識(shí)串聯(lián)起來(lái),既有利于對(duì)核心概念的理解,也有利于對(duì)化學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)整合。案例4離子反應(yīng)離子反應(yīng)是指溶液中有離子參加的反應(yīng)。根據(jù)離子濃度的變化情況可分為三種:(1)復(fù)分解反應(yīng)如Ba(OH)2與H2SO4的反應(yīng):Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O復(fù)分解反應(yīng)都屬于離子反應(yīng),通過(guò)離子之間結(jié)合生成弱電解質(zhì)、氣體或沉淀來(lái)降低溶液中離子的濃度。(2)溶液中的平衡移動(dòng)(1)反應(yīng)平衡將0.01mol/LFeCl3溶液與0.03mol/LKSCN溶液等體積混合,溶液呈現(xiàn)血紅色,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。當(dāng)向混合溶液中滴加1mol/LFeCl3溶液或1mol/LKSCN溶液時(shí),溶液的血紅色加深,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),溶液離子濃度降低。(2)沉淀的轉(zhuǎn)換向少量AgNO3溶液中加入足量NaCl溶液,出現(xiàn)AgCl白色沉淀,當(dāng)向懸濁液中滴加KI溶液時(shí),白色沉淀變?yōu)辄S色。因?yàn)锳gI的溶解度比AgCl小,AgCl轉(zhuǎn)化為AgI能使得溶液中離子濃度降低。(3)飽和溶液析出沉淀第一種情況:離子濃度降低向飽和Na2CO3溶液中通入CO2會(huì)析出NaHCO3沉淀,因?yàn)镹aHCO3的溶解度比Na2CO3小,溶液中離子濃度降低。第二種情況:離子濃度不變?nèi)鏔e與CuSO4溶液反應(yīng):Fe+Cu2+=Fe2++Cu第三種情況:離子濃度增加如鋅與醋酸溶液反應(yīng):Zn+2CH3COOH=2CH3COO-+Zn2++H2↑以上三種情況,反應(yīng)體系均滿足ΔG=ΔH-TΔS。4baco3的移動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生分析不同現(xiàn)象、不同規(guī)律的內(nèi)在聯(lián)系,歸納、抽象出同一實(shí)質(zhì),有利于學(xué)生站在一定高度來(lái)理解知識(shí)并達(dá)到知識(shí)的融會(huì)貫通,也有利于學(xué)生系統(tǒng)性思維和綜合應(yīng)用能力的提升。案例5水的電離平衡和難溶物的溶解平衡H2O的電離平衡和BaCO3的溶解平衡的相同之處:(1)移動(dòng)規(guī)律和實(shí)質(zhì)相同水的電離平衡:H2OH++OH-,加入酸(如HCl、CH3COOH)和堿(如NaOH、NH3·H2O),抑制水的電離;而加入含有弱離子的鹽(如CH3COONa、NH4Cl),則能促進(jìn)水的電離。BaCO3的溶解平衡:BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO32-(aq),在BaCO3未全部溶解的飽和溶液中,加入Na2CO3固體,能抑制BaCO3的溶解;而滴加鹽酸,則能促進(jìn)BaCO3的溶解。H2O和BaCO3的平衡體系均遵循“增誰(shuí)減誰(shuí)、降誰(shuí)補(bǔ)誰(shuí)”的移動(dòng)規(guī)律,因?yàn)槠胶怏w系都具有自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)制,能夠通過(guò)平衡的移動(dòng)來(lái)減緩?fù)饨缫蛩氐挠绊憽?2)平衡常數(shù)的形式相同在25℃時(shí):(3)定量判斷移動(dòng)方向的方法相同在H2O溶液中,Qc=c(H+)·c(OH-)。當(dāng)外界條件改變,溶液中c(H+)或c(OH-)發(fā)生變化:當(dāng)Qc>Kw時(shí),抑制水的電離,如滴加鹽酸;當(dāng)Qc=Kw時(shí),不影響水的電離,如滴加NaCl溶液;當(dāng)Qc<Kw時(shí),促進(jìn)水的電離,如滴加CH3COONa溶液。在BaCO3溶液中,Qc=c(Ba2+)·c(CO32-)。當(dāng)外界條件改變,溶液中c(Ba2+)或c(CO32-)發(fā)生變化:當(dāng)Qc>Ksp時(shí),抑制BaCO3的溶解,如加入Na2CO3固體;當(dāng)Qc=Ksp時(shí),不影響B(tài)aCO3的溶解,如加入BaCO3固體;當(dāng)Qc<Ksp時(shí),促進(jìn)BaCO3的溶解,如滴加HC溶液。(4)平衡移動(dòng)圖像相同在25℃時(shí):兩者的平衡移動(dòng)圖像都可以用第一象限內(nèi)的雙曲線來(lái)表示:在水溶液中,