資源簡介

利用化學方程式計算教學之我見——
講透原理 提升能力
在教學中大家是不是也有這樣同感：學生在前幾個單元學的還不錯，可到了第五單元學習成績就出現較大的分化；第五單元的“利用化學方程式的簡單計算”，只要求學生學習有關純物質的計算，而且計算中只牽涉到一種單位，計算已經沒有什么難度，可是學生計算時進行的并不順利；我們老師本以為傳授學生一種解題技巧，題目解的非常巧妙，可是學生不少聽的糊里糊涂。是什么原因呢？為什么有不少學生在學習化學計算有困難呢？建構主義認為，學生學習知識的過程是學生利用先前個人的經驗，主動探究，重新組合的過程，任何完備的知識，不經他們自身的內化是難以被掌握的。所以我認為排除學生自身因素，我們教師在化學計算課堂教學中往往著重利用教材給出的兩個實例來讓學生掌握根據化學方程式計算的步驟和方法及解題格式，而忽略了講透其中原理，引導學生從原有經驗學習新知識，導致很多同學不懂化學計算的原理，只是機械地套用解題方法和格式，所以難以將知識轉化成能力。現在我們來看下面利用化學方程式的簡單計算的教學案例。
【案例與分析】：課題3 利用化學方程式的簡單計算的教學片段
[引入]根據化學方程式所表示的含義，可以知道反應物與生成物之間存在數量關系。而研究物質的化學變化常有量的計算，例如，用一定量的原料最多可以生產多少產品？制備一定量的產品最少需要多少原料？這些計算的進行都需要根據化學方程式。本節我們開始從“量”的角度來研究化學方程式計算。
[板書] 課題3 利用化學方程式的簡單計算
[過渡]如何利用化學方程式計算呢？計算有哪些步驟和方法呢？請看例題1.在實驗室里加熱分解6 g 高錳酸鉀，可得到多少克氧氣？
分析：這道題是已知反應物的質量來求生成物的質量，即已知原料的質量求產品的質量。我們一起來課本中的解題步驟。師生共同閱讀。
[講解并板書] 解：設加熱分解6g高錳酸鉀可以得到氧氣的質量為x。
2KMnO4加熱 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
158×2 32×1
6g x
x=0.6 g
答：加熱分解6g高錳酸鉀可以得到氧氣的質量為0.6克。
[思考]根據剛才對例題1的學習說出根據化學方程式計算的解題步驟分為幾步？（學生回答）
[教師總結板書] 一般解題步驟：
1．設未知量
2．寫出反應化學方程式
3．寫出相關物質的相對分子質量與化學計量數的乘積、已知量、未知量
4．列出比例式，求解
5．簡明地寫出答案
注意：上下對應，標明答案，結束寫“答”
評析：生活中處處有化學，本節《利用化學方程式的簡單計算》是學生學習了“化學方程式”后，具體感受到它與實際生活的聯系和作用的重要一課。而上面設計中引入平淡沒有從學生熟悉的身邊現象入手，提出問題，解決問題。一開始就沒有激發興趣，調動學生利用化學方程式解決計算問題的欲望。講解例題只注重解題步驟和格式去談計算，沒有和熟悉、加深理解化學方程式的涵義聯系起來，使學生十分明確地認識到，化學方程式不僅表示什么物質發生反應，生成什么物質，而且還表示反應物、生成物各物質間的質量關系。根據化學方程式計算中的數學知識雖然不難，但還有很大一部分同學掌握的不牢，不能靈活運用，所以化學教師在講計算時要適當地復習一下數學知識。
【我的認識】：1.引入一定要從學生生活實際出發，例如在2008年奧運后，同學們對奧運火炬一定有較深刻的印象和好奇心，我在引入時這樣引入：
提問：同學們都觀看了北京奧運會，一定對奧運火炬印象深刻，你們想不想知道奧運火炬用的是什么燃料？這樣一下就調動起學生學習的興趣，在學生回答后。
[板書]C3H8 + 5O2 點燃3CO2 + 4H20，
[追問]：44份質量的C3H8燃燒需要消耗多少份質量的氧氣？22克C3H8完全燃燒需要消耗氧氣多少克？生成二氧化碳多少克？
這樣從生活實際出發，而不是孤立地談計算，并且讓學生進步鞏固理解化學方程式的涵義，在此基礎上學習計算使學生十分明確地認識到，化學方程式不僅表示什么物質發生反應，生成什么物質，而且還表示反應物、生成物各物質間的質量關系。根據化學方程式的計算，就是依據反應物和生成物間的質量比進行的。已知反應物的質量可以算出生成物的質量，反之，已知生成物的質量也可以算出所需反應物的質量。
2.學生對化學計算常常進行得并不順利，這往往是由于在有關化學計算的教學中，學生對化學的特點認識不足造成的，也有很大一部分同學是不會審題，即不會用數學的方法來考慮化學計算題。我在教學中一般在引入課題，使學生理解根據化學方程式的計算，就是依據反應物和生成物間的質量比進行的后，先讓學生做課本習題。
【例1】：某工廠需要100Kg氧氣做原料。若用電解水的方法制取這些氧氣，需要消耗水的質量是多少？同時可以得到的氫氣的質量是多少？
學生有不少種做法，例如：
2H2O通電2H2↑+O2↑ ……
36 4 32
X y 100
X=112.5 y=12.5
針對這種做法，說明學生知道化學方程式質量比涵義，也可以運用來進行計算，只是不能從化學知識中抽出數學的概念。還有一些同學不能把數值關系準確運用。所以我認為這時應帶領學生復習一下數學利用方程解應用題的一般步驟，特別是審題。讓他們學會分析題目中已知數和未知數指什么物質的質量，這些物質之間發生了什么化學反應，幫助學生理解化學方程式中的各物質質量比關系，在利用化學方程式計算中就是數學題中包含題意的相等關系，并幫助學生復習比例的意義：像2．4∶1．6 = 60∶40?? 或?由兩個相等的比組成的式子我們把它叫做比例?，并使其學會運用比例式知識立出方程解題。
例如上題，我在教學中先教同學們分析：題中已知數100Kg指的是氧氣的質量，未知數是參加反應的水的質量和反應生成的氫氣的質量，它們之間的數量關系體現在化學方程式2H2O通電2H2↑+O2↑各物質質量比之中，即和，然后再讓學生閱讀自學課本兩個例題，比較化學計算題和數學應用題的異同，掌握化學計算自身的特點，通過課堂練習反饋同學掌握情況后總結利用化學方程式計算的一般步驟和格式，并對計算格式加以強調。
還有在化學計算教學中，差量法是計算中常見有用的方法技巧。在教學中，一般教師都會教學生從化學反應前后質量守恒上找出質量差產生原因。例：試管中20g 高錳酸鉀加熱一會兒后，稱剩余固體質量為16.8g，問：1）得到多少克氧氣？2）參加反應的高錳酸鉀多少克？這題在教學中引導學生從質量守恒分析反應前后質量產生原因是反應生成了氧氣導致質量減少，學生容易理解，以下的計算也就容易進行。但有些題目，我們在教學生利用差量法時如不講清其中數學原理，學生就糊涂了。
【例2】：將一塊質量10克不純的鐵片插入足量的硫酸銅溶液中，充分反應后，稱重發現鐵片增加0.8克，請求鐵片的純度？
解;設10克鐵片中含鐵質量為x.
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 差量
56 64 8
X 0.8g
（分析：本題差量不是某種氣體或沉淀的質量而是生成的銅和參加反應的鐵的質量差，在方程式中每56份質量的鐵參加反應，生成64份質量銅，固體質量差是8份質量，參加反應的鐵與固體質量差之比是，那么x份質量鐵參加反應，固體質量差是0.8克，則 = ）
= x = 5.6g
5.6g÷10g×100% = 56%
答：（略）
上面從化學反應含義出發，引導學生分析數量之間的關系，有些同學能從化學反應質量守恒的角度理解掌握，但很多同學還是不知道 = 成立理由。如果教學中引導學生從化學反應中質量守恒和等式的性質去分析，將會有更多人能掌握這種方法。我在教學這樣做的：
解;設10克鐵片中含鐵質量為x.，反應生成銅的質量為m。
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 差量
56 64 （8）
X m （0.8g）
= → - 1 = -1 → =
[依據質量受定律立式] →[運用等式性質進行變化]
問：x指參加反應鐵的質量，m指反應生成的銅的質量，那么m-x指什么的質量呢？64-56涵義是什么？
學生理解了“m-x”、 “64-56”涵義后，再運用差量立出方程求解,就容易理解了。
化學計算題包括化學和數學兩個因素，其中化學知識是化學計算的基礎，數學是化學計算的工具。在教學中不僅要幫助學生學透化學知識，把基礎打牢，同時要引導學生充分地利用好數學工具，讓每一名同學都能經歷、體驗、享受問題解決的成功，去感受學科間知識融合的美，激活學生的思維，通過問題的解決，學生對化學計算的認知經歷了“實踐→ 感性認識→理性認識→實踐→ 感性認識→理性認識”的逐步升華。把化學計算學習過程變為生動、活潑和富有個性的過程。
利用化學方程式計算教學之我見——
講透原理 提升能力
字數：3255
作者：季文君
單位：南陵縣籍山鎮桃園初級中學
時間：2010-1-13

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