范珍鳳
(山東省威海市第二中學(xué) 264200)
假設(shè)法是一種比較特殊的解題方法,即為找準(zhǔn)題目中的某一個量進(jìn)行假設(shè),由此展開邏輯推理,廣泛適用于理科范疇,屬于一種創(chuàng)造性的思維活動.在高中化學(xué)解題教學(xué)中,教師不僅要講授基本是解題方法與技巧,還應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生巧妙運(yùn)用假設(shè)思路來思考和分析題目,全力激發(fā)他們的思維活力,提升對化學(xué)問題本質(zhì)的理解,使其順利突破化學(xué)解題的困境.
在高中化學(xué)解題教學(xué)中,極端假設(shè)思路主要是對化學(xué)題目中的對象及其產(chǎn)生的變化而形成的解題思路,通常用在研究條件不足的問題中,無法完全求導(dǎo)出準(zhǔn)確的數(shù)值.為此,教師需指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問題中的化學(xué)變量提出一種或多種的極端假設(shè),且要具體問題具體分析,保證以滿足適應(yīng)條件為前提,把題目中的取值區(qū)間確定出來,再選擇正確答案.
例1現(xiàn)有濃硫酸溶液50mL,溶液濃度的標(biāo)準(zhǔn)是18mol·L-1,往溶液中添加充足的銅片,然后開始加熱,完全反應(yīng)后溶液中被還原的硫酸的物質(zhì)的量是( ).
A.0.45mol B.小于0.45mol
C.在0.45mol至0.9mol之間 D.大于0.9mol
分析第一步要找出問題中有關(guān)的化學(xué)反應(yīng),也就是銅片與濃硫酸會發(fā)生氧化還原反應(yīng),不過銅片只能在濃硫酸溶液中發(fā)生反應(yīng),當(dāng)硫酸溶液慢慢變稀以后,就無法和銅片繼續(xù)發(fā)生反應(yīng),但是難以對何時(shí)停止反應(yīng)進(jìn)行具體判斷.所以,教師應(yīng)提示學(xué)生采用極端假設(shè)的方法,假如問題中銅片與全部硫酸發(fā)生反應(yīng),則能夠輕松計(jì)算出反應(yīng)以后硫酸的物質(zhì)的量為0.9mol,那么被還原的物質(zhì)的量是0.45mol,根據(jù)實(shí)際情況分析,這種假設(shè)情況不會出現(xiàn),故答案是B.
在上述例題中,學(xué)生運(yùn)用極端假設(shè)思路來解題,對題目中所涉及的反應(yīng)進(jìn)行極端假設(shè),發(fā)現(xiàn)假設(shè)后計(jì)算的數(shù)值在現(xiàn)實(shí)中并不會出現(xiàn),所以結(jié)合題目實(shí)際情況分析獲得正確答案.
在高中化學(xué)解題教學(xué)中,因?yàn)樯婕暗降闹R要點(diǎn)較多,要想通過巧用假設(shè)思路,幫助學(xué)生突破解題困境,教師需選取多樣化且全面化的題目展開練習(xí).其中賦值假設(shè)思路一般用在沒有具體數(shù)據(jù)的化學(xué)題目中,這時(shí)教師可指引學(xué)生借助字母為題目中的關(guān)鍵信息賦予一定的值,使其圍繞字母展開討論,并結(jié)合比值形式分析已知條件,讓他們迅速處理化學(xué)題目.
例2現(xiàn)有一定量的碘化鉀溶液,往里面加入適量的硝酸銀溶液,一直到完全反應(yīng),這時(shí)溶液的質(zhì)量同原先碘化鉀溶液的質(zhì)量一樣,求該硝酸銀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
如此,根據(jù)上述題目可以發(fā)現(xiàn),應(yīng)用賦值假設(shè)思路處理高中化學(xué)題目時(shí),既能夠拓寬學(xué)生的解題思路,還可以應(yīng)對不同的解題環(huán)境,通過賦值輔助他們順利列式,迅速解決難題.
過程假設(shè)思路的應(yīng)用能夠有效降低題目的難度,適用范圍也比較廣泛,其基本解題原則就是把復(fù)雜問題變得簡單化.具體到高中化學(xué)解題訓(xùn)練中而言,教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生合理使用過程假設(shè)方法,把整個題目拆分成多個比較簡單的步驟來解題,依據(jù)假設(shè)的要求把解題過程分成多個簡單的解題過程,使其形成清晰、有條理的解題思路,幫助他們快速得出結(jié)果.
解析學(xué)生在處理這道難題時(shí)可以使用過程假設(shè)思路,把整個解題過程分成若干個步驟來分析,先假設(shè)把后面一次加入的NO2注入到其它一個新的容器中,使之發(fā)生完全反應(yīng)最終達(dá)到平衡狀態(tài),這時(shí)該容器內(nèi)余下的NO2與第一次反應(yīng)后余下的NO2的量一樣.不過題目中是把NO2注入到相同的容器中,其實(shí)就是把這兩個容器合起來,總體積就會變小,而體積變下以后將會促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,也就是說NO2的量會更低,相應(yīng)的體積分?jǐn)?shù)會減小.
針對上述例題,教師引導(dǎo)學(xué)生采用過程假設(shè)思路分析該題目,將復(fù)雜問題變得簡單化,使其找到準(zhǔn)確的解題思路,由此快速求出題目的結(jié)果,促使他們真正突破化學(xué)解題的困境.
反向假設(shè)思路即為把問題與條件進(jìn)行逆向思考,從結(jié)論開始向條件推導(dǎo)的假設(shè)方式,通過逆向思維的運(yùn)用轉(zhuǎn)變解題思路,把解題過程變得簡單化.在高中化學(xué)解題中,有的題目較為特殊,學(xué)生閱讀完題干信息以后往往無從下手和不知所措,根據(jù)已知條件無法推導(dǎo)出結(jié)論,這時(shí)可讓他們嘗試反向推導(dǎo),使其逆向分析問題、提出假設(shè),最終有效突破解題的困境.
例4把質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是60%與20%的硫酸溶液進(jìn)行等體積混合,得到的溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是( ).
A.無法確定 B.等于40% C.小于40% D.大于40%
解析面對這一題目,從正向切入的話解題難度較大,不易求解,教師可指導(dǎo)學(xué)生使用反向假設(shè)方法,假如60%與20%的兩種硫酸溶液密度分別是d1和d2,同時(shí)假設(shè)它們按照相同的質(zhì)量比展開混合,質(zhì)量都是m,那么可以得知混合以后硫酸溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(60%m+20%m)/2m,但是在質(zhì)量一樣的情況下,質(zhì)量分?jǐn)?shù)是硫酸密度和體積都有著明顯不同,在密度方面是d1>d2,體積方面是V1 上述例題,教師引導(dǎo)學(xué)生使用反向假設(shè)思路處理題目,從結(jié)論、問題向已知條件逆向推理,通過假設(shè)順利推導(dǎo)出與題干信息的沖突之處,使他們輕松的獲取答案,提高解題效率. 分步假設(shè)思路指的是將整個解題過程分成多個步驟,對逐個步驟展開假設(shè)和驗(yàn)證,一步一步地求出結(jié)果.在高中化學(xué)解題教學(xué)過程中,往往會遇到部分可逆反應(yīng)已經(jīng)處在平衡狀態(tài),但是當(dāng)一些反應(yīng)條件發(fā)生變化以后,仍然沒有準(zhǔn)確判定出平衡是如何進(jìn)行移動的,不過教師應(yīng)該提示學(xué)生科學(xué)采用分步假設(shè)方法,將題目答案變得一目了然,從而突破解題困境. 例5將質(zhì)量相同的N2、O2和CO2三種氣體混合以后加入到過氧化鈉當(dāng)中,作干燥處理,最終體積變?yōu)橹暗?/9,以反應(yīng)發(fā)生前后溫度與氣壓均相同的環(huán)境為前提條件下,混合氣體中三種氣體的質(zhì)量比是( ). A、6∶9∶0 B.6∶7∶2 C.3∶3∶2 D.3∶4∶1 對于上述例題,教師指引學(xué)生巧妙運(yùn)用分步假設(shè)思路,把題目分成合適的多個步驟來處理,可以在一定程度上降低原問題的難度,他們經(jīng)過簡單計(jì)算后能清晰、準(zhǔn)確的得出答案. 在高中化學(xué)解題教學(xué)活動中,面對一些疑難題目時(shí),如果運(yùn)用常規(guī)思路很難解答,教師應(yīng)引領(lǐng)學(xué)生根據(jù)問題實(shí)際情況靈活運(yùn)用極端、賦值、過程、反向、分步等假設(shè)思路,使其產(chǎn)生豁然開朗的感覺,進(jìn)而幫助他們真正突破化學(xué)解題的困境.五、巧用分步假設(shè)思路,促使答案一目了然