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化學建模論文:利用數學建模理論整合化學實驗計算
導讀::應用數學知識將化學實驗中的計算問題抽象成為數學問題,概括歸納成數學模型,再借助數學建模有關理論知識去加以解決,是數學理論在實踐學科的實際應用。以實物模型或數據模型為目的來進行的研究課題,表現在比例方程模型、代數方程模型、幾何畫板模型、排列組合模型、數列極限模型、數列求和模型、極值思維模型等方面。
關鍵詞:數學建模,數學模型,化學計算
數學建模理論的設計應用是近年來新課程教改的重要體現。將化學問題抽象成為數學問題,利用數學工具,結合化學知識解決化學問題,是化學解題能力訓練的較高層次。在我們以往的教學中較為重視教學內容的知識性把握和模仿訓練,而較忽視思維能力訓練的方式和過程。將化學計算知識抽象成為數學問題,概括歸納建立數學模型,以實物模型或數據模型為目的來進行的帶技術性的研究課題, 就是建模應用式的研究性學習,是數學理論在實踐學科的實際應用。
1 數學模型與數學建模概念
數學模型就是對于一個特定的對象為了一個特定目標,根據特有的內在規律,做出一些必要的簡化假設,運用適當的數學工具,得到的一個數學結構。數學結構可以是數學公式,算法、表格、圖示等。
當需要從定量的角度分析和研究一個實際問題時,人們就要在深入調查研究、了解對象信息、作出簡化假設、分析內在規律等工作的基礎上,用數學的符號和語言,把它表述為數學式子,也就是數學模型,然后用通過計算得到的模型結果來解釋實際問題,并接受實際的檢驗。這個建立數學模型的全過程就稱為數學建模。
數學建模是一種數學的思考方法,是運用數學的語言和方法,通過抽象、簡化建立能近似刻畫并解決實際問題的一種強有力的數學手段。
2 利用數學模型解決化學計算的意義
化學計算的目的不僅在于化學實驗的數據處理,教學的意義更在于學生解題能力的培養和素質訓練數學模型,利用數學模型解決化學計算的意義,初步歸納一下,有以下幾個方面:
⑴利用數學模型解決化學計算,能提高學生的邏輯思維能力,使他們思路清晰,條理分明,有條不紊地處理頭緒紛繁的各項工作。
⑵有助于培養學生認真細致、一絲不茍的科學態度和學習習慣。
⑶數學上追求的是最有用(廣泛)的結論、低的條件(代價)以及最簡明的證明,可以使學生形成精益求精的風格,凡事力求盡善盡美。
⑷通過建立數學模型、再到解決實際問題的全過程,提高他們運用數學知識處理現實生活中各種復雜問題的意識、信念和能力。
⑸通過利用數學模型解決化學計算的訓練,可以使學生增強拼搏精神和應變能力,能通過不斷分析矛盾,從表面上一團亂麻的困難局面中理出頭緒,最終解決問題。
⑹可以調動學生的探索精神和創造力,使他們更加靈活和主動,發現不同的教學領域或教學理論之間的內在聯系、拓展學科知識的應用范圍以及解決現實問題的能力,逐步顯露出自己的聰明才智。
⑺使學生具有某種數學上的直覺和想象力、判斷力,能夠根據所面對的問題的本質或特點,八九不離十地估計到可能的結論,為實際的需要提供借鑒。
數學建模解決化學計算的開展,通過發揮其獨特的作用,無疑為實施素質教育作出重要的貢獻。第三世界科學院院士、復旦大學教授、數學模型專家李大潛說:“數學建模的教學及競賽是實施素質教育的有效途徑。”
3 構造數學模型整合化學實驗計算
3.1比例方程模型——算法模型
利用化學方程式的比例關系,計算反應物的用量或求解產物,是化學實驗計算教學中的一大類型。在高中階段,可以利用質量(摩爾質量)、體積(氣體摩爾體積)和物質的量三種物理量同時計算,方法是:給什么,用什么;求什么,設什么;(比例式)上下單位同一。方法使用舉例說明如下。
[例1] 求5.4gAl與足量鹽酸反應生成氫氣的體積?消耗6mol/L的鹽酸多少毫升?
解:
3.2代數方程模型——公式模型
[例2]在25℃時,10體積強酸和1體積強堿混合恰好呈中性,則強酸和強堿的pH之間應滿足什么關系?
分析:由于pH與數學中的對數知識相關聯,本題可利用數學中的對數來解決。
解:設強酸pH= -lg[H+]=x,則知[H+]=10-x;
同理設強堿pH=y=-14+lg[OH-],則知[OH-]=10y-14。
由于2者混合后溶液呈中性,有:V強酸·[ H + ]=V 強堿 [OH - ] 1010 -x =110 y-14 10 1-x =10 y-14 1-x=y-14 x+y =15。 3.3幾何畫板模型圖示模型 [例3]在20.00mL鹽酸酸化的AlCl 3 溶液中加入0.1
0mol/L的NaOH溶液,發現當加入4.00mL后,開始出現沉淀,且當加入到10.00mL和18.00mL時,出現的沉淀一樣多,試求當加入多少毫升NaOH溶液時,產生較大量的沉淀,當加入多少毫升NaOH溶液時,沉淀消失?
分析:此題用常規解法,過程較復雜,但如果根據化學變化關系構造方程數學模型,并結合函數圖像進行分析,可大大簡化計算過程。
由反應式:AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl……(1)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O……(2)
(1)式中NaOH與AlCl3的反應比例(3:1)可構造直線AC,如圖1。
(2)式中NaOH與Al(OH)3的反應比例(1:1)可構造直線CB,如圖1。
題意可轉化為:
已知A(4,0),E(10,0),F(18,0),求C和B點的橫坐標下載。
解:①由斜率 kAC=1/3和A(4,0)知直線AC的方程為y =1/3(x-4)。
設B(t,0),由kCB=-1知直線BC方程為:y=-1(x-t)
又G點和H點的縱坐標相同,得:
1/3(10-4)=-1(18-t)
t =20(此時沉淀消失)
②聯立方程組y =1/3(x-4)、y=20-x
解得20-x=1/3(x-4) x=16(此時沉淀最多)。
3.4排列組合模型——算法模型
排列組合在分析原子、離子等組成物質種類,結構單元等問題時可以將具體問題抽象化,可以簡化解題過程。
[例4]:已知氫元素有1H、2H、3H三種同位素,氧元素也有16O、18O二種同位素。它們之間形成化合物的種類有( )[1]。
A. 30種B.18種 C.21 種D.33種
解析:可以形成的化合物有H2O和H2O2兩種。
對H2O而言:
當其中兩個氫原子是同一種原子時H2O的種數為C31×C21=6(種);
當其中兩個氫不是同一種原子時H2O的種數為C32×C21=6(種);
所以H2O有C31×C21+C31×C21 =6 +6 =12種;
對H2O2而言:
當其中的兩個氫原子,兩個氧原子都是同一種原子時H2O2的種數為C31×C21 =6(種);
當其中兩個氫是同一種原子,氧原子不同種原子時H2O2的種數為C31×C22 =3(種);
當其中兩個氫是不同種原子,氧原子是同一種原子時H2O2的種數為C32×C21 =6(種);
當其中的兩個氫原子,兩個氧原子都不是同一種原子時H2O2的種數為C32×C22 =3(種)。
所以H2O2有C31×C21+C31×C22 + C32×C21+ C32×C22 =6+3+6+3=18種;
可以形成的化合物有H2O和H2O2=12+18=30種,故選答案A。
3.5數列極限模型——算法模型
通項和極值知識在討論有機分子通式中常常加以應用。
[例5].有一系列有機物按以下順序排列:CH3CH=CHCHO、CH3CH=CHCH=CHCHO、CH3(CH=CH)3CHO…在該系列有機物中,分子中含碳元素的質量分數較大值最接近于:
A.95.6% B.92.3 %C.85.7% D.75% 解析:它們分子式變化體現了等差數列,該系列化合物通式為C 2n+2 H 2n+4 O,該系列化合物碳元素的質量分數為 : 當 時, 極限值存在,即為最值, 由于 所以答案為B。 3.6數列求和模型公式
模型
[例5]工業上用水吸收二氧化氮生產硝酸,生成的氣體經過多次氧化、吸收的循環操作使其充分轉化為硝酸(假定上述過程中無其它損失)。
①試寫出上述反應的化學方程式。
②設循環操作的次數為n,試寫出NO2HNO3轉化率與循環操作的次數n之間關系的數學表達式。
③計算一定量的二氧化氮氣體要經過多少次循環操作,才能使95%的二氧化氮轉變為硝酸[1]?
解析:①工業上用水吸收二氧化氮發生的反應有:3NO2+H2O=2 HNO3+NO,2NO+O2=2NO2;
②工業上用水吸收二氧化氮,生成的氣體經過多次氧化、吸收的循環操作使其充分轉化為硝酸。可以看出1molNO2經過一次3NO22HNO3轉化率2/3,同時產生1/3molNO,經過n次循環后生成HNO3的物質的量Sn是以首項2/3,公比為1/3的等比數列,所以Sn=2/3+2/3 ×1/3 +2/3×1/32+……+2/3×1/3n-1=1-1/3n。NO2HNO3轉化率為(1-1/3n)×
③(1-1/3n)×=95%,因此,n=2.6≈3,要經過3次循環操作才能使95%的NO2轉化為HNO3 。
3.7極值思維模型——算法模型
中學化學試題中關于混合物計算,是歷年高考命題的熱點試題,由于混合物中成份量不知,發生化學反應時哪種物質過量無法確定。給解決問題帶來困難,若在解題時把混合物中某一成份量放大到一個極值進行思考和判斷。將使解題過程大為簡化,極大的方便了解題。
[例6]今有堿金屬元素R及其氧化物R2O的混合物10.8克,加入足量的水充分反應后,生成堿的質量為16克,試通過計算確定R為哪一種堿金屬。
解析:學生一般常用混合物10.8克和ROH 16克進行列方程解題,由于有三個未知數數學模型,無法得出正確結論,則解此題將很困難。
如果運用數學極值的思維方法思考,假設10.8克全是R,很容易解出R的相對原子質量為35 。若假設10.8克全是R2O,列方程很快解出R的相對原子質量為11。
綜上可以確定R相對原子質量的范圍為:11 < R < 35, 堿金屬只能是 Na,相對分子質量為23 。
答案:R為堿金屬Na。
以上幾例僅作代表,從中可以看出,只要我們在教學中仔細觀察,精心設計,可以把一些較為抽象的問題,通過現象除去非本質的因素,從中構造出最基本的模型,使問題回到已知的知識領域,簡化具體步驟,優化解題方法,更好地培養學生的創新能力。
在化學教學中構建學生的建模意識、培養模型方法與素質教育所要求的培養學生的創造性思維能力是相輔相成,密不可分的。要真正培養學生的創新能力,光憑傳授知識是遠遠不夠的,重要的是在教學中必須堅持以學生為主體,教師的一切教學活動必須以調動學生的主觀能動性,培養學生的創新思維為出發點,引導學生自主活動,自覺地在學習過程中構建建模意識,只有這樣才能使學生分析和解決問題的能力得到長足的進步[2]。
化學建模論文:建模思想在高中化學解題的應用
高中化學在高考中所占分值較大，對于學生的邏輯判斷能力以及抽象推理能力提出了很高的要求．同時，高中化學所涉及的范圍較大，考察題型眾多，題量大，都對學生的做題效率與質量提出了很高的要求．因此，通過建立建模思想開展高中化學習題的應用解答研究就具有重要的現實意義．
一、逐項分析法在化學試題解答中的應用
在化學習題中，選擇題占分值比例較大，對每個選項進行逐個分析，進而推出正確選項，在習題解答中較為常用．同時，在高考化學中，定性分析選擇題以基本理論、物質性質以及實驗等為重要的出題基礎，著重考察學生對于基礎知識、基礎技能的掌握程度．常見的出題形式都會將正確選項摻雜在錯誤選項中，并且錯誤選項帶有較高的迷惑性．例如常見的知識點有:實驗分析原理、有機化學、離子是否能夠大量共存等．如下題所示:有X、Y、Z、W、M五種短周期元素，其中X、Y、Z、W同周期，Z、M同主族;X+與M2－具有相同的電子層結構;離子半徑:Z2－＞W－;Y的單質晶體熔點高、硬度大，是一種重要的半導體材料．下列說法中，正確的是()．A．X、M兩種元素只能形成X2M型化合物B．由于W、Z、M元素的氫氣化物相對分子質量依次減小，所以其沸點依次降低C．元素Y、Z、W的單質晶體屬于同種類型的晶體D．元素W和M的某些單質可作為水處理中的消毒劑正確答案為D．在上題中，重點考察元素周期表與元素周期律，涉及范圍較廣，例如:單質、化合物、晶體、氫鍵等等，是一道多知識點的綜合題型．運用逐項分析法之前，應對題型進行大概判斷，確定使用元素周期表工具，并結合元素周期律，可以從位、構、性上對X、Y、Z、W、M等分別進行判斷，分析可知，X/Y/Z/W/M分別是:Na/Si/S/Cl/O．確定元素后，開始下面選項的逐項分析．在實際的教學中，筆者發現很多的學生在此類型的習題時，題目往往都是一知半解，就開始做分析下面的選項，而逐項分析法在選擇題的解答中，不應盲目對選項進行分析，而是要認真研讀題目，在對題目進行理性判斷的基礎上重點研讀選項，否則單純針對選項進行分析，只會降低做題效率．
二、特例反駁法在化學解題中的應用
特例反駁法適用于化學試題選項較多，每個選項都有正確性成分在其中，學生需要了解自己所接觸到的知識點中，有一個能夠作為特例的原理從而將其作為參考項對各個選項進行排除．這種技巧從側面開辟了一個途徑，降低了學生做題的效率，提高了做題的質量．如下題所示:某鈉鹽溶液中可能含有NO－2、SO2－4、SO2－3、CO2－3．CI－、I－等陰離子．某同學取5份此溶液樣品，分別進行了如下實驗:①用pH計測得溶液pH大于7②加入鹽酸，產生有色刺激性氣體③加入硝酸酸化的AgNO3溶液產生白色沉淀，且放出有色刺激性氣體④加足量BaCl2溶液，產生白色沉淀，該沉淀溶于稀硝酸且放出氣體，將氣體通入品紅溶液，溶液不褪色⑤加足量BaCl2溶液，產生白色沉淀，在濾液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液，再滴加KSN溶液，顯紅色．該同學最終確定在上述六種離子中含有NO－2、CO2－3、CI－三種陰離子．請分析，該同學只需要完成上述哪幾個實驗，即可得出此結論．A．①②④⑤B．③④C．③④⑤D．②③⑤正確答案為B．在上題中，關鍵點是NO－2的檢驗，在化學教學中，關于此知識點的解決較為常見，如果學生對于此離子的檢驗方式不熟練，就會干擾到其他選項的排除．因此，在教師教學中，要加強重視相近實驗現象的區別對待．
三、圖形建模思想的應用
將知識點在學習的過程中，通過概念圖、網絡圖、對比圖的形式進行對比與梳理，從而能夠有效發現各個知識點之間的聯系，在解題中少走彎路，提高做題效率．例如，下圖是氮族元素中N及化合物知識網絡圖:在實際的解題過程中，可以將此圖牢記，在解答關于化學方程式時，可以充分利用此圖答題．在上圖中，各個元素之間的關系被明確標出，它們之間存在怎樣的聯系，如何運用這種聯系，教師可以在教學活動中展開．學生在運用此圖時，應首先對各個點的性質、結構特點進行熟悉．對比圖在化學解題中的應用十分廣泛，通過對相近、相似或者是相關概念，通過對比圖的表示，有利于學生理清做題思路．在高中化學的解題過程中，建模思想的熟練應用是提高做題效率與正確的重要方法，需要教師在實際的教學活動中，充分將建模思想貫徹到學生的頭腦中，在課下的習題練習中，加強對學生的檢查，使學生自覺養成建模思想．高中化學在高考中的比重決定了化學試題必須保障較高的率，從而避免在化學科目中落下分數．因此，建模思想的應用應繼續加以推廣。
作者：蔡沐虎 單位：江蘇揚州寶應縣安宜高級中學
化學建模論文:高中化學建模解題方法及其應用
【摘要】文章首先介紹了高中化學建模解題方式的含義及使用步驟，進而分析了幾種常見高中化學題目建模法解題的途徑。
【關鍵詞】高中化學；建模解題；方法；應用
高中化學是我們每一位高中生都必須認真學習的學科，但是高中化學又是一門極其抽象的學科，我們在學習的過程中往往會覺得很多題目的反應過程過于復雜，知識解題思緒混亂。而面對這些問題的解題方式便是建模法，通過建模法將復雜繁瑣的化學反應簡易化和清晰化，進而達到易于解題的效果。
一、高中化學建模解題方式的含義及使用步驟
（一）建模解題方法的含義
高中化學建模解題法指的是使用建構模式的方式，解決實際問題的一種高中化學解題方式。根據布魯姆教育目標的分類原理觀察，可以將實際問題通過概括和抽象處理之后，將其轉化為模型給以表達出來；然后再利用所掌握的化學題目解題的方法和知識對建立的模型進行進一步分析；再將模型給以推廣，通過類比的方式實現一類問題的解答[1]。
（二）建模解題方法的解題步驟
在高中化學建模法的應用解題步驟上分為以下幾個部分。對實際問題進行審題―抽象、概括―建立模型―模型解讀―分析模型―解答模型問題―解決實際問題[2]。
二、常見高中化學題目建模法解題分析
（一）建構等效化學式模型
例一：已知現有KCl和NaCl的混合物，在該混合物中a%為Cl元素質量，求該混合物中K、Na的質量占比各為多少？
首先對題目進行觀察，混合溶液中求兩個陽離子的質量比，其陰離子為一種元素，對陽離子的質量進行觀察K為39，Na為23，可知K比Na大16，而16剛好是O的分子量，所以可以將K使用Na和O進行代替，即將KCl，建模等效為NaClO，如圖1所示。
然后在建立的模型內進行題目的解答。去100g作為研究的對象，將NaCl視為一個整體，故此可以在混合溶液中的各個元素含量有n（K）=n（O），n（NaCl）=n（Cl）。
因此K的含量比K%=（100-58.5a/35.5）/16，Na的含量等于1減去K的含量比和Cl的含量比，為Na%=1-a%-K%。
這類混合溶液的問題，在高中化學中是十分常見的一類問題，文章所舉的例題是較為簡單的一道題，是實際的題目中可能溶液中含有的元素成分更為復雜，甚至還可能會在混合后發生一些反應。我們在解決這類問題時，需要重點找到溶液中固定不變的元素含量，并且找到其他元素含量之間的系數關系，建模法是解決該類問題的有效解題方式之一，其可以很大程度上將一些復雜的計算步驟給以避免，出現錯誤的可能性更低。但是建模法也并不是的解題方式，也不一定是的解題方式，還需要我們面對實際題目時，根據題目的具體情況選擇的解題方式[3]。
（二）建構等效化學反應過程模型
例二：已知有10毫升的鹽酸溶液，其摩爾濃度為0.001mol/L，此時向該鹽酸溶液中倒入相同濃度的氨水，直至溶液的濃度達到pH=7，請問以下關系式正確的有（）
A c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+）
B c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）
C V（總）
D V（總）>20毫升
面對該類題型我們在解答時也可以首先考慮使用建模法的方式進行解題。我們可以清楚10毫升的鹽酸溶液，其摩爾濃度為0.001mol/L，如果加入10毫升的氨水溶液，其摩爾濃度也為0.001mol/L，那么兩者會出現的反應，所以生成的NH4Cl，故此溶液呈現酸性，因此需要達到pH=7，就需要繼續向溶液中加入氨水溶液，因此必然氨水溶液的體積大于鹽酸溶液，因此兩者混合的總體積必然大于二倍鹽酸溶液體積，大于20毫升，因此D選項正確，C錯誤。然后我們就可以將整個反應過程進行等效的建模，具體反應模型過程見圖2.
然后對剩余的兩項選項進行觀察，其中A選項c（Cl-）C（OH-）>c（NH4+）>C（H+），溶液中陰離子總數不可能大于陽離子總數，因此為錯誤選項。然后對建模構成進行觀察，可知在溶液中必有c（Cl-）+C（OH-）=c（NH4+）+C（H+）。而溶液又呈中性，所以C（OH-）=C（H+），c（Cl-）=c（NH4+），而顯然生成溶液為NH4Cl，所以c（Cl-和c（NH4+）必然會大于C（OH-）和C（H+），因此B選項c（NH4+）=c（Cl-）>c（H+）=c（OH-）正確，正確答案為B、D。
這類元素單質及化合物在高中化學知識體系中，也是考察很多的一個知識點，并且該類題型的難度一般較大，在高考的選擇題中屬于中上難度的題目。而這類題型較大的特點便是反應十分復雜，并且元素之間的關系也多，而這也是建模法應用其中的原因，可以通過使用建模清晰將反映過程表示出來，進而對化學反應的過程進行直觀的表達，對我們解決該類問題很有效果。
結束語：
高中化學建模解題法指的是使用建構模式的方式實現實際問題解答的一種高中化學解題方式。文章以自己在化學學習中的感觸為背景，簡易闡述了建構等效化學式模型、建構等效化學反應過程模型兩種建模法的應用途徑，希望可以給更多的同學以感觸和啟迪。
參考文獻：
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[2]劉宗華.初探在高中化學學習中運用建模思想[J].中學課程輔導（教學研究），2014，20（26）：99-100.
[3]鄭大江.建模思想在高中化學選擇題中的應用[J].理科考試研究（高中版），2013，20（6）：57-58.
化學建模論文:新課標下高中化學建模教學探究
【摘 要】新課標背景下，構建主義理論逐漸成為新的教學指導理論思想。在高中化學教學過程中，通過建模的教學形式為學生創設化學模型，幫助學生從知識的實際原型和實際背景出發來探究知識的發生和發展過程，培養學生實際應用知識的能力。
【關鍵詞】高中化學 構建主義 建模教學
新課標背景下，構建主義學習理論所倡導的教學模式成為現代教學的主流模式。提出教學是借助自己的認知結構去主動構造知識，而不是簡單的知識遷移。因此，教師如何通過建模的形式幫助學生進行概念的提煉、原理公式的歸納來揭示創造知識的思維過程，并進行延伸和拓展，是一個值得探討的課題。
一、構建主義和建模教學
新課標的主要理論基礎是構建主義的學習理論和多元智能理論，構建主義者認為學生是生活在社會之中的，學生因而是帶著經驗走進教室，教學要從學生的興趣和需求出發，教師要為促進學生理解而教；學習不是教師向學生傳遞知識的過程，而是學生主動構建知識的過程。
現代教學的思想是鼓勵學生將學習的知識融會到現實的社會和真實的科學實踐當中，在學習知識的同時更要理解知識是如何形成。教師采用建模教學是通過構建模型來讓學生模擬科學家來觀察、推斷問題的成因，從而推理得出知識產生的過程，培養學生獲得并運用知識解決問題的能力。建模教學可以定義為，凡是涉及模型構建、評價、修正過程的教學都可以稱為建模教學。
二、高中化學建模教學的內容
在高中的化學學習當中，有許多知識都是以模型的形式出現，例如在物質的量的概念當中，以微觀粒子作為研究對象，常見的分子、原子、電子等。常見的化學教學模型可以分為三類：物質模型、想象模型和符號模型。物質模型即是以實物替代原型進行研究。想象模型是思想中的抽象物質對原型的反映。符號模型即采用特定的化學符號或排列形式來替代原型。
我們將高中常見教學內容進行模型分類如下表：
化學教學中常見的模型表
物質模型 火力發電站模型 二次電池模型等
想象模型 晶體結構、有機分子結構等
符號模型 化學式、電子式、結構式、電子云、電子軌道、離子方程式 、化學方程式等
三、高中化學采用建模教學的方法可提升學生思維能力
（一）強調以學生為中心的常規建模教學
學生是學習的主體，學生是在已有的知識基礎上對新知識進行重新構建并建立起新舊知識間實質的聯系，完成對新知識的定義。在知識的構建過程中注意知識的螺旋式上升，由簡單到復雜、由典型到普遍，避免不顧學生的客觀感知能力，片面強調模型的復雜性和特殊性的現象。在疑難問題的處理上方法要得當，通過將問題簡化、假設等方式把問題模型化。再通過類比、對照等方式來找出解決問題的方法和思路。
例如微觀粒子、晶體結構、化學平衡等，在日常生活中學生難以觀察和接觸到這些內容。對這一類問題就需要結合學生已有的知識，以科學的建模思維方式來解決。
如，在分子立體結構新課教授過程中出現的“SP型的三種雜化”，它們分別出現的直線型、平面三角形和正四面體結構中，學生對此往往難以理解。為此可以通過結合實際，巧妙構思，構建合適的模型來幫助學生理解：通過觀察模型圖（如圖1）可發現，各個雜化的軌道和生活中的氣球比較形似，這樣在課堂上就可以利用氣球來作為分子立體結構模型，幫助學生理解分子立體結構。SP型的雜化即為對應兩個氣球黏在一起的組合，形成了一個直線型的結構。SP2的雜化類比三個氣球黏在一起形成了平面三角形。SP3的雜化則對應四個氣球黏在一起，形成正四面體結構。通過氣球形狀的類比，方便學生理解SP雜化的問題。
建模教學的思想即是遵循學生學習活動的心理特點，強調從已有的經驗出發，將問題與生活實踐相關聯，即形象生動又活潑豐富的建模活動可以讓學生對學習產生興趣，又可以讓學生投入到實際問題的解決過程中，自己去探索、實踐以獲得知識，同時學會了如何探究問題。
（二）拓展建模教學模式
在教學中，除了教會學生基本的建模形式，更要盡可能地拓展學生的視野，引導學生舉一反三，發散思維。在已有的知識基礎上通過遷移來對新的情景進行新的信息加工，學會將原有知識創造性地構建到新的情景模式當中，以便學生學會自我學習，并在學習中學會發現，以達到突破課本上知識的局限，能夠自己建模從而培養出學生的創新精神。
例如，在高考題中常見的化工流程題目。工業流程的主要框架（如圖2所示）。
原料Ⅰ預處理Ⅱ 分離提純Ⅲ核心反應產物
此模型的規律：主線主產品，分支付產品，回頭為循環。可以參照此模型，將遇到的問題按此結構逐一分解，結合自己所學到的知識對它進行分析、探究，解決問題。例如：
按照前述的流程進行分解，簡單劃分后比照模型就可以發現，分別對應原料預處理、除雜凈化，反應條件的控制，產品的分離提純三個主要步驟。把問題化分為幾個步驟進行解答，就可將解題的思路簡化，快速得出解決該類題目的方法和步驟。
在建模教學中，不局限于原有問題當中，教師要引導學生從問題中尋找規律，使思維得到延伸。在教學當中要設法給學生創設更多的情景，讓學生自己去建模并且有更多的機會獲得不同的結論，這樣才能引導學生發散思維，學會在探究中去發現、分析、歸納，從而獲得找尋知識過程當中的快樂，在建模教學中找到科學的學習方法，在知識的探索當中培養出學生的獨立性和自主學習的主動性。
（三）完善學生的自我建模能力的培養
在建模教學當中要注重學生建模能力的培養。高中學生在建模教學當中，要學會觀察，并逐步掌握發現問題的特點，將問題抽象化、簡化，從而抓住問題的要點，建立相關模型。利用模型來架構對應問題的情境，對信息進行加工，對知識進行聯想，自主構建新的知識體系。
在建模過程中，注意對應化學問題與化學模型的適用范圍，不要盲目建模，從而產生偏差。化學模型不是一成不變的，在某個階段有其存在的合理性，但在另外條件下卻存在一定的差異性。例如，苯的凱庫勒式結構模型中所存在的單雙鍵實際上并不存在。 因此在利用建模解決問題的過程中，要反復評價模型的合理性和科學性，同時要注重問題的局限性和階段性的特點，注重多種因素對建模的影響，這是培養學生建模能力的必備條件。
高中化學的建模教學模式是促進高中化學課堂教學有效性的重要方式，通過建模的方式來幫助學生將簡單的知識遷移轉化為知識學習過程，提升學生學習的主動性，增強學生的思維能力和創新能力。
【基金項目】廣東省教育研究院2014年教育研究重點立項課題：高中化學課堂教學有效性研究――從“教師中心”到“學生中心”的轉變[GDJY-2014-A-a020]
（責編 盧建龍）
化學建模論文:初中化學基本技能學習課型建模及案例
摘 要：化學基本技能是化學學習的基石，包括基本實驗技能、書寫化學用語技能和簡單化學計算技能。
關鍵詞：初中化學基本技能 課型 案例 點評
義務教育階段的化學課程應該體現啟蒙性、基礎性，要提供給學生未來發展所需要的最基礎的化學知識和技能，使學生從化學角度初步認識物質世界，提高學生運用化學知識、科學方法分析和解決簡單問題的能力。可見，化學基本技能是化學學習的基石。
一、基本模型
通過義務教育階段化學課程的學習，學生應初步學會使用常用儀器、熟練基本實驗操作、繪制儀器和裝置圖、記錄實驗現象、正確描述實驗現象、規范書寫實驗報告等基本化學實驗技能，初步學會設計并能完成一些簡單的化學實驗；知道生活中的常見物質組成、性質及其在日常生活和工農業生產中的應用，并能用精準的化學術語加以表述；根據化學式、化學方程式等進行簡單化學計算。如圖1所示，這是我建構的初中化學教學中“化學基本技能學習”的基本模型：
本模型是根據化學基本技能學習的一般規律，結合初中生的認知心理特點而整合提出的，其中“訓練與反思”貫穿于“化學基本技能學習”的始終。因為，在化學基本技能學習過程中，教師必須注重課堂訓練，要有意識地引導學生開展專題討論和交流活動，幫助學生學會傾聽和分享，懂得比較和鑒別，培養他們善于從不同角度改進自己經驗和認識意識的能力，有效避免獨立探索中的局限性和片面性，形成對所學知識意義的完整建構。
二、操作說明
1.準備范例，簡單感知
布魯諾認為：“學生的學習應是主動發現的過程，而不是被動地接受知識。”對于化學基本技能學習，通過教師精心提供的范例或演示，激發學生的學習興趣，使之產生認知沖突，引發憤悱意識和需要學習的心理傾向。這樣，學生才能真正成為學習的積極探究者，而教師的作用則是精心創設適合的學習情境，引導學生主動學習、積極探究，而不是簡單地傳輸知識。
2.組織引導，初步模仿
從某種意義上說，學習的好辦法就是模仿。對于化學基本技能的學習，可以通過模仿達到熟能生巧的地步，技能是通過練習而形成的合乎法則的活動方式。學生的模仿練習，實質上是學習者積極主動地進行意義建構的過程。教師的組織引導，能成為學生建構意義的協助者，幫助他們形成學習動機，建構出所學內容的意義。
3.指導評價，歸納總結
歸納總結，就是在教師的指導下，讓學生探尋總結出所學知識的內在聯系和規律的過程，是“頓悟”的過程。學生在自主學習中形成的對操作要點的認識、化學用語的使用、基本的計算步驟等的理解，有些可能是片面的、不的，甚至是不規范的，但在這一過程中，教師除了給予學生足夠的思考時間外，還要對學生學習過程中出現的問題進行適時指導和評價。教師可組織學生在互評、點評、自評中解答問題，規范操作。
4.提供支持，訓練反思
教師在收集學生學習過程中的困惑和錯誤的基礎上，通過歸納、提煉而形成的具有典型性、代表性的問題及變式訓練，能幫助學生深化對所學知識的理解，進而提煉出解決這類問題的方法，培養學生的知識遷移能力和系統解題的策略。在此學習過程中，教師除了提供訓練支持外，更是一位參與者、合作者、指導者。
5.點撥提升，拓展應用
教師在學生進行了大量的訓練基礎上，可以用簡練精辟的語言或鮮明生動的實驗等方式指點學生，撥動學生思維，揭示問題實質，幫助他們進行思路接通，推動思維延伸。
學生能在熟能生巧中總結出一些經驗和教訓，通過經驗和教訓提煉出理論知識，然后再應用理論更好地指導實踐。當量變達到質變時，學生的化學基本技能也就初步形成了。
三、教學案例
案例1：《檢查裝置的氣密性》學習
教師提供一套實驗室制取氧氣的簡易裝置，引導學生感知問題：實驗室制取氣體時，首先要考慮如何檢查裝置的氣密性？
各小組通過閱讀教材內容，交流并完成填空：先將 放入水中，再用 握住試管外壁或用 微熱，導管口有 冒出后，移開 或熄滅 ，若導管中水面 ，并形成一段 的水柱，則不漏氣。
學生在教師的組織和指導下，完成了圖3所示操作。
教師又組織學生進行組內和組間評價，讓他們歸納、總結、反思出檢查裝置氣密性的原理、步驟、要點。
各小組通過討論并完成：如何檢查圖3所示裝置的氣密性？（供選實驗用品有水、彈簧夾、注射器等）
通過小組交流、總結，在教師的點撥下得出檢查裝置氣密性的一般思路：創設密閉環境，采用不同方法（如變溫等），產生壓強差，通過觀察密閉環境中的氣體體積是否變化（如是否有氣泡放出或是否能形成穩定液柱等）來判斷裝置是否漏氣。
案例2：《熟悉記住一些元素符號并知道元素符號意義》學習
教師提供圖片（見圖4），引導學生通過查閱元素周期表來發現問題：三枚戒指分別是用什么金屬制成的？
各小組通過合作、分析，感知元素符號在學習和生活中的重要作用。
學生在教師的組織和指導下，記住了教材P75表4-3中出現的元素名稱及符號。
學生交流了巧記上述元素符號的方法，并與其他同學分享，由教師組織、指導并評價。
教師組織學生進行元素符號的識記和默寫比賽。
學生自主交流后完成填空：
（1）元素符號表示的意義。
①O：既表示 ，又表示 。
②Fe：既表示 ，又表示 ，還表示 。
（2）比較下列符號的意義。
①2H： ，②H： 。
學生通過交流，得出了元素符號意義：（1）表示一種元素；（2）表示某元素的一個原子；（3）表示一種物質。
案例3：《利用化學方程式的簡單計算》學習
教師提供教材P100例題1和例題2，學生簡單感知化學方程式計算的步驟和方法。
教師組織和指導學生模仿例題2完成以下練習題：（1）水在通電條件下分解生成氫氣和氧氣，制6 g氫氣，需分解多少克水？（2）氫氣和氯氣點燃能生成氯化氫氣體，燃燒200 g氫氣需要氯氣多少克？理論上能產生多少克氯化氫氣體？
各小組交流并歸納出：根據化學方程式可算出已知量和未知量之間的質量關系；結合實際參加反應的一種反應物（或生成物）的質量，可算出其他所有反應物（或生成物）的質量；根據化學方程式進行簡單計算的基本步驟。
教師提供解題錯例，各小組自主合作后訂正。
學生反思交流：利用化學方程式進行計算應注意的環節。
四、簡要點評
（1）新一輪化學課程改革的重點是提高學生的學科素養，傳統的基本技能教學重視分析實驗原理、規范演示實驗、強調規范操作，雖然也注意了對學生能力的訓練與培養，但對照新課程標準中對學生實驗技能學習的要求來看，教學重點還不能僅停留在傳授基礎知識和訓練技能層面上，而應在教學中有意識地對學生進行學科素養的培養，既要訓練學生的觀察能力和動手能力，又要培養學生的發散思維、創新意識等。
（2）“化學基本技能學習” 不是一種僵硬的教學模式，它呈現的是一種課堂教學的基本理念，或者說是一種形態。我們應嘗試使用化學基本技能學習課型，作為教學過程的中介，它是客觀實物的相似模擬，是真實世界的抽象描寫，是思想觀念的形象顯示。教師在具體操作時，要深入理解課型特點、把握精髓，而不能簡單套用。如“簡單感知”“初步模仿”既可以是相互獨立的，也可以是同步實施的；“初步模仿”可在教師的指導下完成，也可通過小組合作完成，也可以自主完成。課型實施的步驟和層次可以不同，在實際運用中，要視學生對技能的具備程度和原有知識結構而定。
（3）基本技能的學習是一個學生獲取知識、合作交流、探索研究的過程。學生在教師指導下主動學習，在學習過程中積極動腦、動口、動手，獲取新知。教師的作用是創設問題情境，幫助學生規避在學習過程中出現思維盲區，使學生的思維更清晰，引導學生尋求知識、吸取知識、運用知識。因此，教師是學生學習過程中的組織者，當學生在學習過程中出現困難和困惑時，教師應及時給予指導、點撥，引導學生尋求解決問題的合理途徑和方法，享受學習的快樂。
（4）“化學基本技能學習”呈現的是一種觀念，并不適用于所有的課題教學。學生化學基本技能的形成和發展更是一個逐步提高、螺旋上升的過程。基本技能的教學過程，要綜合運用再現式思維和創造性思維，教學過程一般可以設計成“發現問題─分析問題─解決問題”的模式。在教學過程中，教師要努力營造“民主平等、師生同長”的意境。而教師通過對學習課型的建模研究，能更好地掌握各種課型的教學目標、課堂結構、教學流程、教學方法等規律，有助于提高課堂教學設計水平、提升組織教學和課堂評價的能力。
化學建模論文:高中化學“建模法”在平衡移動中的應用
摘 要： 化學平衡是高中化學的重要基礎知識，也是高中化學的難點和高考的重點考查內容。鑒于該部分知識理論性較強，學生普遍感覺理解困難，許多學生對改變條件使得化學平衡移動及反應物轉化率如何變化的相關問題模糊不清。教師在高三復習時應積極引導學生利用“建模法”創設思維模型，用建模的思想化抽象為具體，使復雜問題簡單化，進而幫助學生更好地理解和熟練應用相關知識，順利完成本章節的教學任務。
關鍵詞： 高中化學 建模法 平衡移動 應用
化學平衡是高中化學重要的理論知識，也是多年來高考的重點考查內容。由于化學平衡內容抽象，因此學生盡管對相關知識掌握較好，但在解決實際問題時常常會束手無策。借鑒數學的建模思想。教師應引導學生對于一些抽象的化學平衡移動問題建立具體的思維模型，通過“分析抽象問題構建化學模型建立化學關系回歸解決問題”的解題思路，使問題簡單、明了化。本文結合實例談談“建模法”在高中化學平衡移動中的應用。
一、用“建模法”判斷化學平衡狀態
可逆反應在一定條件下達到化學平衡狀態后，正反應速率=逆反應速率，反應混合物中各組分的濃度及其他物理量均保持不變。然而，當外界條件改變時，平衡將被破壞并發生移動，平衡移動則導致一些物理量發生變化。我們可以引導學生建立這樣的思維模式判斷可逆反應是否達到平衡：若平衡移動必然導致某物理量發生改變，則一旦反應混合物中該物理量不再改變，說明可逆反應已達平衡。
例1：在一定溫度下的恒容密閉容器中，能說明反應X（g）+Y（g）2XY（g）已達到平衡的是（ ）
A.容器內的總壓不隨時間變化
B.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化
C.XY氣體的物質的量分數不變
D.X和Y的消耗速率相等
解析：該反應的特點：首先是可逆反應，其次是反應前后氣體體積相等。根據壓強之比等于氣體物質的量之比的推斷，該反應在整個反應過程中總壓強是不變的，故A不能說明該反應已經達到平衡。同理推斷，容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間變化，B不能說明該反應已經達到平衡。X和Y的化學計量數相等，其消耗速率始終相等，D也不能說明該反應已經達到平衡。顯然C選項符合化學平衡狀態的要求，能說明該反應已經達到平衡。答案為C。
二、用“建模法”解決化學平衡移動的問題
對于化學平衡移動問題，教師應該引導學生由外界條件的改變結合反應的特點（正反應為吸熱還是放熱反應、正反應是氣體體積增大還是縮小的反應）判斷平衡移動的方向。平衡移動必然導致各種量變，反過來，也可以由題目告知的量變信息，判斷平衡移動的方向，再由平衡移動的方向結合反應特點（或條件的改變）可以判斷條件的改變（或反應特點）。在處理具體習題時，教師應幫助學生建立以下思維模式：
啟發學生由題中信息分析“條件的改變”、“反應的特點”、“各種量變”等要素，然后根據它們的聯系作答。
解析：本題所列反應是正反應為放熱、體積縮小的可逆反應。可依據溫度、壓強、濃度的變化對平衡的影響，以及氣體的體積和壓強、濃度的關系進行判斷。A項溫度不變，縮小氣體的體積，根據玻意耳氣體定律（PV=C）可知氣體的壓強必然增大，使平衡向正反應方向移動，所以，ClF的轉化率增大。即A選項的說法正確。B項溫度不變，增大體積，其壓強必然減小，使平衡向逆反應方向移動。所以，ClF■的產率應降低，不應增高。故B選項的說法不對。C項升高溫度，對放熱反應來說，可使平衡向逆反應方向移動。同時，增大體積即減小壓強，亦使平衡向逆反應方向移動。故C選項錯。D項降低溫度，體積不變，有利于平衡向放熱反應方向移動，使F2的轉化率升高。故D選項錯。答案為A。
三、利用“建模法”解有關化學平衡的計算題
在高考理綜試題中，有關化學平衡的計算題出現的頻率很高。對于這類計算題，教師在復習過程中應引導學生學會建立“三行式”思維模式，利用“三行式”模型分析解決。這樣一來，學生的思維方式和解決方法得當，無論遇到怎樣復雜的試題時都不至于無從下筆。具體方法為：在可逆反應方程式下面列出到達平衡的過程中，各物質的起始量、轉化量和平衡量（其中的“量”為物質的量或濃度，但必須一致），然后根據題中信息找關系，再列方程式計算。
解析：本題考點是有關化學平衡的計算，可以根據題中所給條件列出三行式，再找關系列函數式。
在高中化學平衡移動問題的解決中應用“建模法”，是簡化問題解決過程、提高習題解答性的重要途徑。教師應從培養學生分析問題、解決問題的高度認識“建模”的重要性，精心選擇范例習題，讓學生逐步掌握“建模”的方法、形成“建模”的習慣，為學生化學成績的提高奠定堅實基礎。
化學建模論文:美國教材中化學概念的建模思想分析
摘要：美國教材《化學：概念與應用》中使用了豐富的模型。模型的建立是化學理論建立的基礎。利用模型可以解釋實驗現象和化學規律，并能作出科學預測。提供結構良好的教材有利于教師進行教學設計。
關鍵詞：美國教材；模型；概念
模型是對所研究目標事物的一種呈現形式。模型可幫助學生記憶與解釋概念，它們讓學生的思維可視化。模型通常會較實體更為簡化，其尺度可能比表征對象大或小，是理論與現象間的中介物。
《化學：概念與應用》是美國高中的主流理科教材，該教材中豐富的模型種類及其蘊含的建模思想，對我們的教育教學有著一定的借鑒意義。教材是教師進行教學設計的重要依據之一，所以提供結構良好的教材，能夠幫助學生建構、發展學科概念。現以第二章“物質是由原子構成的”內容為例進行分析。
一、豐富的模型種類
《化學：概念與應用》中的第二章“物質是由原子構成的”使用了豐富的模型。
1. 言語模型
言語模型是指解釋的、描述的、陳述的類比和隱喻的模型。如《化學：概念與應用》中用俄羅斯套娃與電子能級對比時描述到“假如將套娃比做原子，那么，較大的套娃代表最外層、能量較高的能級。類似地，較大的套娃也代表價電子。”
2. 視覺模型
視覺模型是指學生通過視覺觀察到的模型（如圖片、表格、視頻、動畫等）。通過形象視覺模型的呈現，學生更易感受到微觀世界的奇妙，也更有助于學生正確理解化學概念的內涵。其實學生在進行概念同化的同時，也是在不斷重新建構自己的心智模型，即在不斷修改和完善自己的知識結構。如《化學：概念與應用》中有“電子遷移就像爬梯子”的模型（見圖1）。
3. 數學模型
數學模型是指把客觀事物的某些性質借助數學表達式來表現，數學模型是一種抽象、和預測的模型。如《化學：概念與應用》中計算氯的平均原子質量的計算方法（見表1）。
4. 符號模型
符號模型是指采用特定的化學專用符號，在符合化學原理的前提下，按照特定的化學組合方式代替原型的一種方法，如《化學：概念與應用》中用符號Cl-37表示一種質量數為37，質子數為17，中子數為20的氯原子。
5. 混合模型
混合模型是指多種模型的同時使用。如包含語言的視覺模型稱為視覺混合模型。如《化學：概念與應用》中對陰極射線管的處理采取了混合模型，其在語言模型中描述為“當陰極射線管接上高壓電源后，陰極就會放出一束射線，并在涂有熒光粉的板上生成綠光” 。其視覺模型的表現如圖2所示。
二、多樣的模型功能
由于模型不僅是已有認識的總結，同時也增加了人類的假設和猜想，所以模型具有多樣的功能。
1. 簡化復雜現象，利于思考
模型是對研究目標的一種簡化描繪，它簡化并體現原型與研究目標的根本聯系，略去微小的細節。在《化學：概念與應用》中的電子式就是表示價電子的常用符號。它是用小黑點（?）表示價電子，再將這些小黑點描在元素符號的周圍。在電子式中，每個小黑點代表一個電子，而元素符號代表原子的內核（除價電子以外的部分）。
2. 提供易于理解的方式
通過模型形成一個關于物質內部如何作用的假想機制，然后通過模擬，去推測物質結構，從而解釋觀察到的實驗現象。在《化學：概念與應用》中用爬梯子的模型來解釋電子遷移。就像你要上下梯子一樣，你的腳只能擱在梯子的橫檔上，電子同樣也只能在一定的能量水平上運動，而不是在兩個能級之間運動。當電子吸收了某個特定的能量后，就可躍遷到相對高級的能級上。這個能量就是電子躍遷的兩個能級之間的能量差。
3. 提供深刻理解的媒介
在《化學：概念與應用》中用俄羅斯套娃模型來解釋電子能級。假如你抽出最外層的一個套娃，可以發現，里面有一個類似但小一些的套娃。這個套娃代表由原子核和電子組成的內核，但不含價電子。
4. 展示強大的預測能
模型在建立過程中，會舍去大量次要的細節，突出物質的主要特征，因而易于發揮想象，使得模型超越現有條件，形成科學預見。在人類認識原子模型的過程中，盧瑟福通過α―粒子散射實驗（也稱為金箔實驗）來研究原子的結構，通過觀察該實驗的現象，他的研究小組預測出因為電子的質量太小，原子核占據幾乎所有的原子質量。也就是說，原子核非常稠密，核的周圍則是容納電子的寬闊空間。
5. 提供實驗與理論的推導關系
如對發射光譜的研究促使科學家提出一個觀點，電子是在圍繞原子核周圍的具有特定能量的軌道上運動的。
三、啟示
美國教材《化學：概念與應用》比較重視模型和建立模型的過程在化學核心概念形成過程中的重要作用。尤其是教材中大量精彩圖片（視覺模型）的呈現，使化學中很多抽象、難懂的化學概念形象地呈現在學生面前，降低了學習難度，并符合學生的認知規律。這也提醒我們在教學中要樹立幫助學生逐步學會建立模型的基本方法，這也會提高我們的課堂效率。
化學建模論文:建模思想在高中化學解題中的應用
【摘 要】 在高中化學解題中運用建模思想，不僅能使學生突破感官和時空的局限，充分發揮學生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學生的思維領域，從而提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
【關 鍵 詞】 建模思想；高中；化學解題
《2015年普通高等學校招生全國統一考試大綱――化學》對學習能力的要求部分提出：“能用正確的化學術語及文字、圖表、模型、圖形等表達化學問題解決的過程和結果，并作出解釋的能力。”其實，高考考試大綱要求的這種解題思想就是建模思想。
建模思想在高中化學解題中的主要作用是：①有利于學生形成和理解抽象的化學概念；②有利于學生建立反應模型，理解反應實質；③有利于學生假設體系模型，降低解題難度；④有利于學生利用數學模型，解決化學問題。
一、有利于學生形成和理解抽象的化學概念
如“化學平衡”概念的建立過程。課前學生做家庭實驗并思考產生現象的原因：將雕刻成球型的冰糖（其化學成分為蔗糖）置于蔗糖飽和溶液中，并把裝置放在冰箱冷藏柜里（保持溫度和溶劑質量都不變），幾天后，觀察小球的質量和形狀有無變化？學生根據實驗現象（質量不變，形狀有所改變）和已有的溶解平衡概念，進行如下分析、推理：
這樣，通過遷移建立起了“化學平衡”概念，使枯燥的、抽象的概念變得直觀、具體了，使學生不但能認識概念的內涵，而且能理解概念的本質。許多化學概念、物質性質都可以在建模思想的引領下，通過聯想、遷移、類比、推理等思維方式建立。
二、有利于學生建立反應模型，理解反應實質
學習元素化合物知識部分，化學反應類型紛繁復雜，學生掌握起來比較困難。如果在教學中概括出各類反應的反應模型，這樣就能使復雜而難以掌握的問題變得有規律可循了。臂如復習“水解反應”，可以通過下列具體的化學方程式概括出反應模型。具體反應：
從具體的“水解反應”中，尋找反應機理，最終得到“水解反應”的一般規律。不僅培養了學生的概括能力，而且使學生在較高層次上理解了反應的實質， 進一步提高了靈活運用知識的能力。
三、有利于學生假設體系模型，降低解題難度
有些化學問題比較抽象，用常規方法解決時，往往感到無從下手。如果根據建模思想，將問題分解并假設為幾個變化的體系模型，用理想化了的模型揭示在表面現象掩蓋下的化學反應本質，問題就迎刃而解了。
例 恒溫恒壓下，在容積可變的容器中，反應2NO2（g）？葑N2O4（g）達到平衡后，再向容器內通入一定量NO2，又達到平衡時，N2O4的體積分數（ ）
A. 不變 B. 增大 C. 減小 D. 無法判斷
分析：如果按照常規思維，容器容積改變，氣體濃度改變，分子數目也改變，就會誤選D選項。
若根據建模思想，變換思維方式，轉化思維角度，將該問題分解并假設為幾個變化的體系模型，解題就方便了。
四、有利于學生利用數學模型，解決化學問題
數學是思維的工具，很多化學問題需要用數學知識、數學方法（數學模型）來解決。運用數學模型解化學問題的基本思路是：明確化學問題中各知識點間關系尋找各化學知識點之間的變量規律，應用化學原理建立化學模型運用數學方法對化學模型進行處理，建立適當的數學模型應用數學模型和化學規律解答化學問題。在高中化學中，數學模型解化學問題主要表現為：分類討論的思想，轉化與化歸的思想，數形結合的思想，函數與方程的思想。應用這些思想解決化學問題的技巧有：極值法、十字交叉法、平均值法、方程法、幾何法、排列組合法、圖像法、數軸法、數列法、數學歸納法、中間值法、不等式法、不定方程法、待定系數法等。
將具體的化學問題轉化為數學模型，轉化過程中，需要進行一系列的觀察、分析與綜合等思維活動，不但加強了學科間的聯系，而且提高了學生的抽象思維能力。
綜上所述，在高中化學解題中運用建模思想，不僅能使學生突破感官和時空的局限，充分發揮學生的想象和推理能力，而且還可以拓寬學生的思維領域，從而提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。
化學建模論文:建模思想在化學解題中的應用
摘要：運用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，提高解題過程的規范化、可操作性。如果教師能在平時的教學中適時運用建模思想這一教學策略，可以改進學生的學習方法、降低學習難度，從而提高學習興趣，達到教師的教和學生的學和諧統一，提高課堂教學效率。
關鍵詞：建模；化學反應；概念圖
《廣東省2011年初中畢業生化學學科學業考試大綱》"考試要求"在"分析和解決（解答）化學問題的能力"一欄中提出："能應用分析和綜合、類比和比較、判斷和推理、歸納和概括等思維方法建立知識之間的聯系，形成合理的認知結構，去分析、解決一些基本的化學問題"。建模就是其中的一種思維方法。我認為，建模即建立系統模型的過程，建模思想就是把研究對象的一些次要及非本質的因素舍去，通過演繹、分析、概括、歸納，將其轉化為普遍的本質規律（一個已有的關系、共性或結構），從而用以解決實際問題的思維方法。其原理就是人們常說的"把未知轉化為已知，用已知來解決未知"。
在化學教學中，運用建模思想解題能使抽象的問題形象化，能使解題過程模式化、具體化、可視化，從而提高解題的速度和命中率。那么，在解決實際問題中，應如何建模？主要有哪些類型？現結合部分典型試題分析如下。
1.構建等效化學式模型
例1、現有NaCl和KCl的混合物，已知氯元素的質量分數為a%，求混合物中K%和Na%。
分析：很明顯這兩種物質的組成元素不同，所以分子量也不同。為了計算方便，可將K的原子量39用Na-23和O-16代替，構建出KCl的等效化學式-"NaClO"（模型見下圖）
假設混合物質量為100g，能得出：n（NaCl）=n（Cl），n（K）=n（O），則K%=100-58.5a/35.516×39，Na%=1-K%-a%。以此類推，還可用于計算CO2和CO，Fe2O3和Fe3O4、C2H5OH和C6H12等此類題型中某元素的質量分數。已知混合物中某元素的質量分數，求其他元素或其中某物質的質量分數，是初中化學一道常見的計算，若用常規方法解題，運算量大不說，而且學生很容易出錯，若利用構建等效化學式模型方法解題，不僅運算步驟少，正確率高，而且有利于培養學生的邏輯思維能力及敏捷性。
2.構建化學反應類型模型
例2、請寫出下列復分解反應的化學方程式。
1、AgNO3+HCl---2、K2CO3+Ca（OH）2---
3、Na2CO3+CaCl2---4、H2SO4+BaCl2---
5、HNO3+NaOH---6、NaOH+CuSO4---
分析：復分解反應是初中化學中非常重要，也是學生最不容易掌握的反應類型，是中考必考的反應。教師在實際教學中，可通過許多相關反應，進行類比，從中找出反應規律，構建出復分解反應的一般模式。
通過教師引導，學生就很容易寫出正確的復分解反應方程式了。
化學反應原理是中學化學中的基本化學理論，新課程標準明確要求"掌握化學反應的一般原理""探索化學反應的規律及其應用"。有關化學反應原理這類問題紛繁復雜、學生很容易弄混淆，而構建各種反應類型模型，如化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應、取代反應、加成反應等，就會使復雜的問題變得有規律、并能夠在較高層次上理解各類反應的實質，進一步提高靈活運用知識的能力。
3.構建化學反應過程模型
例3、將N2，CO，HCl三種混合氣體依次通過NaOH溶液，濃硫酸，灼熱的CuO，假設每次處理均能反應（或吸收）則排出的氣體是（）
A、N2，CO2B、H2O（氣），N2C、N2D、HCl、CO
分析：本題是推斷氣體的成分，筆者在批改作業時發現，學生在該題的錯誤率全班高達2/3，很多學生都不假思索的選擇了C，很明顯審題不仔細。基于此，筆者在評講時首先引導學生注意題目所給的信息，NaOH溶液、濃硫酸、灼熱的CuO分別能和誰反應？每一步有哪些氣體參加了反應，生成了哪些氣體？在教師的引導下，讓學生重新梳理一遍解題的思路，自己找到癥結所在，這樣問題也就迎刃而解了。答案為A。
隨著學習的不斷深入，每一種物質所涉及到的知識點越來越多，彼此間的關系錯綜復雜，中考要求的層次也較高，而涉及這部分知識的問題包含的物質往往較多、相互間的反應較多、相互間的反應順序復雜，學生思維很混亂，一時難于下手，利用構建反應過程模型法解題，可以將無序的思維有序化，思路清晰，使解題過程一目了然，從而提高解題的命中率。此法還適用于解固體混合物與某溶液反應后過濾，濾液和濾渣成分的探究；物質的檢驗、分離和提純等一些難度較大的題目。
4.構建化學概念圖模型
例4、下面是五種粒子的結構示意圖：
（1）圖中粒子共能表示種元素，其中是原子的有。
（2）圖中表示陽離子的是（填編號），E的粒子符號是。
（3）B與E形成的化合物的化學式，該化合物是由（填"分子"、"原子"或"離子"）構成的。
分析：本題通過粒子結構示意圖考察學生對物質、元素、分子、原子、離子間關系及原子序數與元素周期表中對應的元素的掌握情況，是中考的常見題。這些概念，既有區別，又有聯系，學生極易弄混淆。在平時的教學中教師可通過構建概念圖的模型來抓住它們內在的本質聯系，加強學生對概念的理解和掌握。
化學概念是課程內容的重要組成部分，是化學知識的"骨架"。但是抽象的化學概念看不見、摸不著，又很難想象，往往使學生望而生畏，易挫傷學習的積極性。在平時教學中，我們經常遇到這樣的問題，一些學生易錯的概念，在評講復習時教師盡管再三強調，但仍有學生在解答類似的問題時，犯同樣的錯誤，讓教師大傷腦筋。這是由于平時我們的教學都是按照單元課題順序進行的，所以學生學習的概念還處于孤立、零散階段，尚未將其聯結成網絡與體系。通過幾年的教學實踐，筆者認為構建"概念圖"模型這一教學策略可以改變學生的認知方式，強化記憶，提高復習的有效性。
由此可見，在解決化學問題時，掌握一些解題的思路，形成解題的模型，能提高解題的速度和度，降低題目的難度，還有助于訓練學生邏輯思維和發散思維的能力。其解題主要過程為：（1）分析，分析的過程主要是對題目中所要研究的對象（原型）進行演繹、概括，抓住其主要信息；（2）建模，它是解題的關鍵步驟，即在仔細閱讀材料、理解題意的基礎上，對研究對象（原型）的主要信息做出一些必要的簡化、假設和一般化處理，并用適當的
化學建模論文:初探在高中化學學習中運用建模思想
摘要：本文以建模思想在化學復習、解題、專題學習等幾個方面的應用進行了詳細的講解，使建模思想在化學學習中得到應用，提高學生的學習能力。
關鍵詞：建模思想；復習建模；解題建模；專題建模
化學是一門以實驗作為基礎的學科，有其自身獨有的特點，與物理、生物等學科相比，化學的知識點顯得有些零散，給學生一種剪不斷、理還亂的感覺。致使許多學生在單獨處理某一知識點時得心應手，而將各知識點融合在一起時就顯得心有余而力不足了，常常會顧此失彼、丟三落四，由此對化學產生了厭學心理。其實，這種情況說到底就是在學生的頭腦中建模思想的缺乏造成了知識點的零散難記，使學生走了許多冤枉路，卻得不到應有的效果。針對化學知識易懂難記，會做難得分的特點，教師要高度重視建模思想在日常學習以及復習備考中的應用，要給學生充分的建模思想和方法，使千頭萬緒的知識點模式化、網絡化。所以，教師應加強這方面的學法指導。
那么，到底什么是建模思想呢？“建模”就是建立系統模型的過程，又稱模型化。按錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一切不主要因素所創造出來的一幅圖畫。”因此，筆者提出的“建模思想”就是把研究對象（原型）的一些次要細節及非本質的聯系舍去，從而以簡化和理想化的形式去再現原型的各種復雜結構、功能和聯系的一種科學思想。可以用如下圖式表達科學建模過程。
我們可以把學生需要學習和掌握的化學知識點看成是一個統一的有整體性的系統，而建模是研究系統的重要手段和前提。建模就是利用模型來描述系統的因果關系或相互關系的一個過程，我們可以把每個章節或者有針對性的知識體系作為一個要建模的系統，利用教材以及教輔資料上的相關信息并結合教師的講解與分析，理清在這個知識系統里各個知識點的聯系與不同，必然與偶然，相互的因果關系，讓其形成一張無形的“知識大網”，這樣讓學生對知識的理解就不僅僅停留在簡單的死記硬背上，而是“鮮活的”，有“理由”的，有“模”可循的！這樣不僅讓學生對知識的理解達到較高的一個水平，同時也可以使學生在知識的應用時更得心應手，在實際的解題過程中起到非常好的輔助作用。當然，在建模時我們應該注意：對于同一個實際系統，我們可以根據不同的用途和目的建立不同的模型。所建模型只是實際系統原型的簡化，因此既不可能也沒必要把實際系統的所有細節都列舉出來。實際建模時，必須在模型的簡化與分析結果的性之間作出適當的折中，這是建模遵循的一條原則。下面，筆者就結合實際的例題與章節知識點來談談建模思想在化學學習中的具體應用：
一、建模思想運用于化學復習
運用建模思想梳理化學知識，使知識網絡化、系統化。高考復習階段主要方法有：運用概念圖、網絡圖、對比圖等形式對化學知識進行梳理。概念圖是由美國康奈爾大學的Joseph?D?Novak于教授20世紀60年代提出的。它通常是將有關某一主題不同級別的概念或命題置于方框或圓圈中，再以各種連線將相關的概念用命題連接，形成關于該主題的概念或命題網絡。比如：
網絡圖是指將相關內容通過某種關系進行連接而形成網絡。它和概念圖中概念之間層級關系不同，網絡圖中各主題之間沒有上位、下位的關系。例如：氮族元素中N及化合物知識網絡圖：
對比圖是指將相近、相似或相關概念利用圖表進行對比。例如：同分異構體、同素異形體、同位素、同系物等概念進行對比；電離、原電池、電解池、電鍍、電解、電泳概念對比等。
二、建模思想運用于化學解題
形成解答問題思路模型，使解答過程模式化、格式化，提高解題過程性、規劃化。解答化學問題時，很多同學因為思路不清晰，導致解答問題常常無從下手。因此，掌握解答一些化學問題的思路，形成解題的模型，能提高解題的度，降低試題的難度。
三、建模思想運用于具體的專題學習
許多理論、變化有不同的表現形式，但其本質是相同的，我們抓住事物的本質，建立模型，以不變應萬變，就可以解決不同表現形式的變化和理論。以建模運用于原電池為例：
原電池是氧化還原反應的化學能轉化為電能的裝置，其變化的本質是在電池的兩極發生氧化還原反應，在解決原電池的有關題目時，可以建立如下模型：首先構建一個可能發生的氧化還原（也許不能進行或不符合實際歷程），分析其還原劑和氧化劑。由于原電池的負極要對為提供電子，正極要得到電子，因此必然有以下的模型：
還原劑在負極失去電子，被氧化：M-ne Mn+
氧化劑在正極得到電子，被還原： 氧化劑 + ne 還原產物
例：鋼鐵在水膜酸性較強時，構建的氧化還原反應式為：Fe + 2H+
Fe2++H2 發生析氫腐，根據建模思想，此時原電池兩極發生的反應為：
負極反應：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+
正極反應：氧化劑得到電子 2H++2e- H2
水膜酸性很弱或為中性時，構建可能的氧化還原反應式為：2Fe+O2 2FeO（雖然與實際反應不符，但我們可以這樣假設）發生吸氧腐蝕，根據建模思想，此時原電池兩極發生的反應為：
負極反應：還原劑失去電子 Fe-2e- Fe2+
正極反應：氧化劑得到電子O2+2H2O+4e- 4OH-
以上是筆者對于建模思想在化學學習中運用的一些思考，同時筆者也認為在中學化學教學中，鼓勵和引導學生獨立構建化學模型，對于提高學生的思維品質（思維的廣闊性、深刻性、獨立性、敏捷性、靈活性、邏輯性），培養學生的創造性思維能力具有極其重要的意義。
（作者單位：內蒙古牙克石市及時中學 022150）
化學建模論文:談初中化學思維建模
【摘 要】思維建模是抽取一類問題的本質特征，形成對該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。思維建模包括分析、建模和解模三個過程。在教學中掌握化學思維建模方法會起到事半功倍的效果。
【關鍵詞】化學 思維 建模
思維模型建構簡稱思維建模，是對問題進行辨認和界定，并與原有認知結構對接、同化、整合、拓展，抽取該類問題的本質特征，最終形成該類問題的結構化認識，并找出問題解決方案的認知方法。其原理就是人們常說的“把未知轉化為已知，用已知來解決未知”。
一、思維建模的過程
思維建模包括分析、建模和解模三個過程。
分析過程：主要是對特定的研究對象進行抽象、概括，抓住其主要信息及與相關對象的共性特征。
建模過程：主要是抽象思維或非邏輯思維的應用，通過舍棄研究對象的一些次要細節及非本質的聯系，對研究對象的主要信息做出一些必要的簡化、假設和一般化處理，并用適當的文字、公式或實物等方式去再現原型的各種復雜結構、特征、功能和聯系，以建構相對固定的思維模型。
解模過程：主要是邏輯思維的運用，運用已經建構的思維模型去解釋研究對象，解決實際問題。
二、思維建模的教學運用
空氣是一種無色、無味的氣體，不易被人察覺。直到1777年拉瓦錫才通過實驗認識到空氣是由O2、N2組成的混合氣體。教科書中同時呈現拉瓦錫當年的實驗裝置和現代教師演示的裝置圖，其實驗原理的選擇和實驗裝置的演變值得化學初學者深入探究。
1.分析過程。
學生是信息加工的主體，學生將其所獲得的新知與已有知識建立起實質性的聯系是完成思維建模的關鍵。怎樣才能有效地引導學生尋找新知的固著點和生長點呢？筆者認為應當合理地設置問題，引導學生利用分析、比較、抽象、概括等思維方法尋找新知與已有知識的共同屬性，以問題的解決為分析過程的驅動力。
此實驗可設置如下問題：如何讓空氣中的氧氣顯現出來？怎樣讓O2、N2分離？為什么燒杯中的水會流入集氣瓶中？能否用蠟燭代替紅磷？拉瓦錫的裝置與現在的實驗裝置在設計上有哪些相似之處？為什么現在不用汞而改用紅磷？由此實驗可以獲得哪些結論？
在分析過程中教師要適時結合學生已有經驗加以點撥，幫助學生理解。如學生在生活中已知道用水來檢驗車胎是否漏氣，由此可尋找出問題的共同屬性，解決“如何讓空氣中的氧氣顯現出來”，也可讓其在水中顯現氣體的外形；再如教師還可補充如圖實驗，學生很容易理解上升的水的體積等于抽走氣體的體積。
2.建模的過程。
通過上述的分析可以獲得以下思維模型：
（1）測量氣體的體積可以用轉化的方法：無形的氣體可以通過液體顯現出來。
（2）可以通過化學變化等方法去除混合物中的某一種。
（3）氣體壓強的改變導致液體的流動。
（4）根據實驗原理可以設計多種裝置完成實驗，綜合考慮，好中選優。
3.解模的過程。
解模可以通過設置相關問題情境或習題加以練習。
【案例1】下圖是某校學生設計空氣成分測定實驗的裝置圖，請分別說出實驗的可能現象。
【分析】此題可對剛建好的思維模型進行及時鞏固，同時通過E中“活塞先向右移動，回到‘4’的位置” 這一現象與先前認識“壓強減小”產生認知沖突，由此可建新模――溫度升高氣體壓強增大，溫度降低氣體壓強減小。因此，分析、建模、解模的過程也是一個螺旋提升、不斷實現新思維建模的過程。
【案例2】下圖不能用于檢查裝置氣密性的是（ ）。
【分析】可通過“無形的氣體可以通過液體顯現出來”的思維模型來解答。如圖是用來測量氣體體積的裝置，若原廣口瓶中的水沒有裝滿，則對氣體的測量結果有無影響？也要通過此思維模型來解答。
【案例3】下圖不能用來證明CO2能與NaOH反應的裝置是（ ）。
【分析】此組實驗是利用“無形的氣體可以通過液體顯現出來”“壓強的改變導致液體的流動”思維模型解答，同時也可拓展得出新思維模型：“呈現氣體及壓強的變化除液體外還有多種，如……”
三、思維建模的實踐心得
及時，思維建模在實際教學中已經被自覺或不自覺地運用，現提出使其凸顯出來，意在引起師生關注，使教學思維更加清晰。
第二，思維建模的主體是學生，要充分發揮學生的主體性和能動性，創設適當的問題情境，以問題解決為驅動力，以培養學生分析、解決問題的能力為目的。同時了解學生現有的認知結構，找準思維建模的生長點，設置巧妙的問題及恰當的點撥，也是教師教學基本功的體現。
第三，初中化學思維建模有多種，在教學中要不斷幫助學生歸納總結，一般可從以下角度引發學生思考：（1）操作步驟──為達某一實驗目的，應當經過哪些操作步驟？這些步驟先后順序如何確定？為什么要經過這些步驟？為什么要安排這種順序？省略或顛倒某些步驟會有什么影響？（2）注意事項──實施某個實驗步驟時應注意做什么或不能做什么，原因何在？（3）安全措施――實驗過程可能會出現什么不安全的事故？如何防范？萬一出現事故應如何處置？依據何在？
在落實到某一具體的知識學習時，要從教學內容和學生水平的實際出發，抓住某些側重點展開思維訓練，沒有必要也不可能面面俱到。要以建模思想梳理化學知識，通過建立形式表達模型，使化學知識形式化、規律化，從而不斷地使知識網絡化、系統化，建立自己的知識塊。
第四，整個化學學習的過程是思維不斷建模的過程，要想從繁雜的概念、現象中建模，是離不開教師分層次、有計劃的指導訓練的。化學思維建模最終是要形成化學知識中最本質、最核心的東西，化學思維建模可有效地將學生帶離題海戰的怪圈。
（作者單位：南京市浦口區烏江學校）
化學建模論文:運用化學建模思想,破解化學計算難題
“建模”就是建立系統模型的過程，又稱模型化。按錢學森的觀點：“模型就是通過我們對問題的分析，利用我們考察來的機理，吸收一切主要因素，略去一切次要因素所創造出來的一幅圖畫。”因此，筆者提出的“建模思想”就是把研究對象的一些次要細節及非本質的聯系舍去，從而以簡化和理想化的形式去再現原型的各種復雜結構、功能和聯系的一種科學思想。
一 化學建模在有關混合物或多步反應計算中的應用
二 化學建模在有關圖像類型計算中的應用
解答圖像題必須抓住有關概念和有關物質的性質、反應規律及圖像特點。在審題時，一般采用“看特點、識圖表、想原理、巧整合”四步法解答。解題思路是：（1）看特點：即分析化學反應方程式。（2）識圖像：即理清橫坐標和縱坐標的含義、線和點、平臺、折線、拐點等的關系。（3）想原理：線的形狀、走向和高低、拐點出現的先后聯想相應的化學原理。（4）巧整合：圖表與原理整合，逐項分析圖表"要找出數據之間的關聯點"與化學知識結合在一起。
總之，在高中化學計算題教學中運用建模思想，可以抓住問題的本質，化抽象為具體；可以培養學生思維的深刻性，提高學生分析和解決問題的能力；最終促進學生素質的提高。鼓勵和引導學生獨立構建化學模型，對于提高學生的思維品質，培養學生的自主學習能力也具有極其重要的意義。
化學建模論文:基于建模思想的“化學平衡”復習課教學設計
一、課題名稱
選修四《化學反應原理》化學平衡復習
二、教材分析
蘇教版選修模塊《化學反應原理》專題二“化學反應速率與化學平衡”共三個單元：1.化學反應速率，2.化學反應的方向和限度，3.化學平衡的移動。本課題是針對第2單元的平衡常數和第3單元的平衡移動進行復習。
選修四《化學反應原理》有四種“平衡”的學習：化學平衡、電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡，化學平衡是最基礎、具代表性、學生最易接受的一種平衡，放在其他三種平衡之前學習，體現了教材“螺旋式上升”的原則，也符合學生的認知規律。本專題的復習對后面3種平衡的學習提供了一種學習方法的模型化指導價值，因此建模思想在本課題復習中更為重要。就專題二的知識而言，第1單元化學反應速率影響因素的學習可以通過速率的變化定性判斷化學平衡移動，第2單元化學平衡常數的學習可以借助平衡常數定量地判斷化學平衡移動，三個單元的學習循序漸進，互相促進。
三、學情分析
必修2已經對可逆反應達到化學平衡時的特征作了常識性介紹，選修模塊根據學生的認知現狀，從速率變化、濃度變化的角度進一步解釋了化學平衡的特征，學生更易接受、理解。化學平衡常數幫助學生定量的認識反應進行的程度有多大，學生在如何應用平衡常數進行定性分析是否達到平衡、定量分析反應的程度方面會有所困難。化學平衡的移動結論易記，理解、應用較難。
本節復習課處于期末復習階段的一節課，在教學設計上意在多聯系四種平衡，建立處理平衡問題的基本模型，形成解決此類問題的基本方法。
四、教學目標
知識與技能：知道化學平衡常數的涵義和表示方法，利用平衡常數計算轉化率。理解化學平衡移動原理，運用該原理對化學平衡的移動狀況進行分析。
過程與方法：通過自主歸納、對比建模、實例應用、交流討論等，體會平衡常數的涵義，理解并運用平衡移動原理。
情感態度與價值觀：能夠學會從特殊到一般的建模思想，學會與他人合作和交流。
五、教學重難點
教學重點：化學平衡常數的表達和涵義；化學平衡移動的原理及應用。
教學難點：化學平衡常數的涵義；化學平衡移動原理的應用。
六、教學方法及設計意圖
模型是一種重要的科學操作與科學思維方法，結構化的知識便于學生記憶、概括和理解，有助于解決問題。化學平衡作為此冊教材介紹的及時種平衡，其計算規則、平衡移動原理有著廣泛的適用性，建立模型化的處理方法是本堂課的重點，復習過程中通過引導學生自主歸納、典例應用、歸納演繹、建立模型、檢驗模型，從而解決問題。
七、教學過程
（一）提出問題，勾畫模型
1.平衡常數的表達式
（1）N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g） K=________
（2）H2O？葑H++OH- KW=________
（3）HAc？葑H++Ac- Ka=________
（4）Mg（OH）2 （S）？葑Mg2++2OH- KSP=________
2.平衡常數的涵義
閱讀下列表格，結合元素周期律的有關知識，思考平衡常數的數值大小所蘊含的意義是什么？
■
3.平衡常數的計算
已知CO（g）+H2O（g）？葑CO2 （g）+H2 （g），800℃K=1.0；求恒溫恒容體系中，用c（CO）：c（H2O）=1：1開始，達到平衡時CO和H2O （g）的轉化率。
4.平衡移動的原理
（1）某一化學反應，反應物和生成物都是氣體，改變下列條件一定能使化學平衡向正反應方向移動的是（ ）
A.增大反應物濃度 B.減小反應容器的體積
C.增大生成物濃度 D.升高反應濃度
（2）反應A （g）+3B （g）？葑2C （g），ΔH
（3）在一密閉容器中，反應aA （g）？葑bB （g）達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增大一倍，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的60%，則（ ）
A.平衡向正反應方向移動了
B.物質A的轉化率減小了
C.物質B的質量分數增大了
D.a>b
【設計意圖】以題目為線索，課前讓學生預習，引導學生進行自主歸納、自主整理，平衡常數的表達式聯系電離平衡常數、沉淀溶度積常數，旨在告訴學生不同平衡之間的聯系，為建模打下伏筆。化學平衡的移動能幫助學生從多角度理解平衡，怎么移動需根據移動的結果進行逆向分析反應的特征、移動的方向等，進而加深對平衡移動原理的理解。
（二）分析問題，建構模型
1.平衡常數的表達
【學生活動】討論交流：從寫出的平衡常數表達式，能否歸納出書寫平衡常數。遇到固體、純液體怎么辦？
【學生活動】思考歸納：完成下列填空，并且思考同一反應不同的表達形式，其平衡常數是否相同？2NO2？葑N2O4，平衡常數K1=_______，NO2？葑1/2N2O4，平衡常數K2=______，N2O4？葑2NO2，平衡常數K3=______，寫出K1、K2、K3之間的關系__________。
【學生活動】觀察思考：觀察N2+3H2？葑2NH3的平衡常數與溫度的關系，你能得出什么結論？
■
【師生總結】平衡常數的表達注意點：濃度、與方程式的系數匹配、固體或純液體視作常數；使用注意點：與溫度有關，使用時注明溫度。
平衡常數表達注意：濃度而非物質的量，與系數匹配，固體或純液體作常數使用注意：與溫度有關
【設計意圖】通過不同平衡的平衡常數表達式，同一反應不同方向、不同系數平衡常數的表達讓學生體會平衡常數要根據具體方程式書寫，方程式書寫不同則平衡常數也不同，進一步理解平衡常數的表達一般表達法。
2.平衡常數的涵義
【學生活動】對比歸納：通過比較F2、Cl2、Br2、I2分別與H2反應的平衡常數大小，判斷四種物質在相同條件下哪一種物質反應的程度大？平衡常數的大小能夠說明什么？
【學生活動】練結：已知某溫度下，I2（g）+H2（g）？葑2HI（g）的K=8.67×102，在t時刻測得I2的濃度為0.02mol/L，H2的濃度為0.08mol/L，HI的濃度為0.5mol/L。該時刻反應是否達到平衡？若沒有達到，反應向哪個方向進行？
【師生總結】平衡常數的涵義：
（1）說明化學反應進行的程度
K越大，反應進行的程度越大K越小，反應進行的程度越小
（2）判斷反應是否平衡和進行的方向
QcK，反應逆向進行
【設計意圖】通過學生熟悉的鹵族元素與H2反應的程度大小與各反應平衡常數的比較，讓學生總結平衡常數K的大小與反應程度間的關系；通過定量計算，學會如何利用平衡常數判讀反應的程度和反應的方向；學會建立用平衡常數解決問題的模型。
3.化學平衡的移動
【學生活動】交流討論：平衡破壞的本質原因是什么？平衡移動的方向取決于什么？受哪些因素影響？
【師生總結】V正≠V逆，導致平衡破壞；平衡向哪個方向移動，取決于V正和V逆的相對大小；受到濃度、溫度、壓強的影響。
【學生活動】回憶總結：濃度、溫度、壓強對化學平衡移動是如何影響的，以N2 （g）+3H2 （g）？葑2NH3 （g）為例加以說明？
■
【學生活動】根據上述討論的結果，你能否總結出有哪些途徑判斷平衡的移動？
反應特征（氣體系數、反應吸放熱）
【師生總結】外界因素變化移動方向
V正和V逆相對大小移動方向
宏觀物質的量的變化移動方向
Qc與K的大小移動方向
【教師歸納】
■
【設計意圖】通過對具體平衡的討論，總結判斷移動方向的方法，并且可以通過“移動方向“這一橋梁尋找其他四個量之間的聯系，建立判斷平衡的模型。
（三）解決問題，檢驗模型
【學生活動】1.請分析以下幾個問題：
（1）可逆反應CO （g）+1/2O2 （g）？CO2 （g），T溫度下，各物質起始濃度如下，請判斷：
■
（2）25℃時將0.1mol/L的CH3COOH溶液進行稀釋，CH3COOH的電離平衡何向移動？
原因？（請用電離平衡常數解釋）_____________
（3）把4.0×10-3mol/LHF溶液與4.0×10-4mol/LCaCl2溶液等體積混合，調節混合液pH為4.0（忽略混合液體積的變化），計算有無沉淀產生：______________
已知此溫度下α（HF）=0.4；Ksp（CaF2）=1.5×10-10。
【設計意圖】利用此題目訓練學生規范表達平衡常數，檢驗平衡常數的應用模型，把化學平衡常數的模型應用到電離平衡和沉淀溶解平衡。
【學生活動】2.設反應Fe （s）+CO2 （g）？葑FeO （s）+CO （g）的平衡常數為K，在不同溫度下K的值如下表所示：
■
（1）此反應的化學平衡常數的表達式__________
（2）在1473K時，測得高爐中c（CO2）=0.25mol/L，c（CO）=1.25mol/L，在這種情況下該反應是否處于平衡狀態_______（填“是”或“否”），此時化學反應速率是V正_____V逆（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是_____________________。
（3）若改變上述體系的某個條件，達到新的平衡后，測得混合氣體中c（CO2）=0.2mol/Lc（CO）=1.3 mol/L，則改變的條件為___________。
（4）在保障CO2濃度不變的情況下，增大容器的體積，平衡___________（填字母）。
A.向正反應方向移動 B.向逆反應方向移動
C.不移動
作出此判斷的理由是___________
【設計意圖】利用此題目檢驗平衡移動的應用模型，學會多種途徑判斷平衡移動，并且會逆向判斷外界因素對平衡表達的影響。
（四）課堂總結，固化模型
【學生活動】質疑反思：結合例題、習題，說說你在本課中對平衡常數的表達、涵義，平衡移動的原理應用有哪些心得？有哪些困惑？
【師生總結】平衡常數的表達、涵義；平衡移動原理的應用。
【設計意圖】課堂上讓學生反思質疑，不斷完善利用平衡常數、平衡移動原理的模型，培養學生的自我反思、自我歸納的能力。
化學建模論文:建模思想在高中化學選擇題中的應用
建模就是用建立模型的方式解決問題，建模思想在高中化學解題中有著重要的應用，若對常見的題目類型建立固定的解題模型，可以將解題方法程序化，將復雜問題簡單化，這樣有利于學生快速、解題，提高得分率，最終會起到事半功倍的效果.下面作者對高中化學選擇題中常見題目類型的解題方法進行建模和題型分類，希望對讀者有所幫助.
一、解題模型
解題模型一逐項分析法
對選擇題的每個選項進行逐個分析，選出正確選項，這是解化學選擇題最基本的方法.在高考化學試題中，定性分析選擇題占有很大的比例，以基本概念、基本理論、物質性質、實驗等為素材，考查能否運用所掌握的基礎知識和基本技能來分析和解決問題.常見的出題形式為“正誤型”選擇題，常見的出題內容為NA與微粒的關系、離子能否大量共存、離子方程式正誤判斷、元素及其化合物知識、實驗原理分析、有機化學等相關的選擇題都可以使用這種方法.
解題模型二直選法
解題時依據題目所給條件，借助于已學知識進行分析和判斷，直接得出結論.
解題模型三排除法（篩選淘汰法）
根據題干所給條件和提出的問題，對各個選項加以審視，將與題目要求不符合的選項逐一排除，不能否定的選項即為正確答案.此方法常常用于解答概念、原理類選擇題，也常用于解答組合型選擇題.
解題模型四特例反駁法
特例反駁法是在解選擇題時，當碰到一些似是而非且迷惑性極強的選項時，若直接運用課本有關概念往往難以辨清是非，這時可以借助已掌握的一些知識特例或列舉反面特例進行反駁，逐一消除干擾選項，從而快速得出正確答案.列舉特例或反例是一種重要的論證方法，這種技巧適用于從正面獲取答案有困難的一類化學選擇題，如有關物質的性質、分類、組成和結構等試題.
解題模型五具體法
在解化學選擇題時，經常會遇到這樣一類題目，題目給出的條件很抽象、很陌生，看似簡單但容易出錯.如果將抽象的、難以下手的問題用自己熟悉的知識、原理、技巧大膽地創設一些具體情境，即用具體事物作為研究對象，把抽象問題具體化，往往會收到事半功倍的效果.
解題模型六守恒法
守恒法就是以化學反應中存在的某些守恒關系（如質量守恒、元素守恒、得失電子守恒、能量守恒等）作為依據，尋求解題的突破口，列出相應的守恒關系式進行解題.比如根據溶液中陰陽離子所帶的電荷總數相等、氧化還原反應中得失電子總數相等進行求解.這種方法既可以避開繁瑣的過程，提高解題的速度，又可以避開多步計算，提高解題的度，是高中化學解題中最常用的一種方法.
化學建模論文:建模法在高中化學教學中的實踐探析
【摘要】高中化學的教學目標是培養學生的科學素養，要培養學生的科學素養，就要提高學生分析和解決問題的能力。一些抽象的問題，如果能利用建模思想建立具體的思維模型，就會使問題簡單化。但建模法在高中化學教學中并未得到應有的重視，本文就此探討了建模法在高中化學教學中的應用和實踐。
【關鍵詞】建模法 高中化學 應用 實踐
1.前言
化學是以原子、分子為基準研究物質的組成、結構、性質及其應用的一門基礎自然科學。高中化學作為科學教育的重要組成部分，其最終目標是為了培養學生的科學素養，提高學生分析和解決問題的能力。建模法在科學研究中始終發揮著重要作用，但是在高中化學教學中鮮少被應用，學生不僅缺乏建構模型的意識，教師對模型的認識也仍停留在表面，沒有認識到其對培養學生科學素養的重要意義。
2.建模法的構建過程
2.1 感受模型
一般情況下，學生從初中開始接觸化學，但是高中化學內容才是化學學科的基礎，建模法的應用與實踐也是在高中化學中才有所體現。建模法構建過程的及時步是感受模型，在化學教學中應注重發覺學生的模型思想。模型在解決問題中具有直觀形象的特點，有助于學生更好的理解化學問題。例如在新人教版《化學反應原理》中的第二章關于水溶液的離子平衡內容，教師通過建構模型展示溶液PH值的變化規律，使抽象的問題具象化，能夠加深學生的記憶，從而提高課堂的有效性。
2.2 領悟模型
學生在培養起建模意識后，應學會理解和領悟模型。建構主義論認為知識不是由教師傳輸得到的，而是學生在一定的社會背景下，借助教師和學習伙伴的幫助，并利用學習資料，通過自主主義的建構而得到的。化學建模關鍵是體現在“建”字，是學和用的綜合統一。在領悟模型的過程中，教師更多的是充當一個引導者的角色，鼓勵學生有創造性的想法。例如在原子結構的講解中，教師可以采用類比的方法，通過數據反映的特征建立原子結構模型。學生可以發揮想象，在領悟中掌握原子的性質和活動規律。
2.3 應用模型
教師在化學課堂教學中，可以引導學生設計和制作實物模型，在學習中嘗試利用模型進行實踐活動。應用模型階段是學生把抽象化的理論知識轉化為具體實物的階段，學生在建構模型中可以體會到事物的本質規律。應用模型可以幫助學生形成化學概念理解和鞏固化學知識，培養觀察分析問題的能力，也可以對各知識點之間的銜接和遞進有一個較為清晰的了解。從而提高學生解題過程中的正確度：離子濃度問題作為高考的熱點，其內容同樣抽象，為了減輕學生的思維量，使其思維有序化，學生可以通過建立“三大守恒”模型解決相關問題，效果顯著。以Na3P04溶液為例，在Na3PO溶液存在著Na、H、OH一、PO4、HPO卜、H2PO4、H3PO4、H2O等微粒，在這些微粒之間存在著三種守恒。
電荷守恒：C（Na）+C（H）=C（OH一）+3C（PO）+2c（HPO4）+C（H2PO4一）
物料守恒：c（Na）=3[C（PO）+c（ttPO4）+C（H2P0一）+c（H3P04）]
質子守恒：C（OH‘）=C（H）+C（HPO）+2C（H2PO4’）+3c（H3PO4）
解題時，看到等式，學生應聯想該題中“守恒”模型，看是否是三者之一，若都不是，看是否由上述的3種守恒模型通過疊加或疊減以后得到的。
2.4 評價模型
建構模型的一個環節是進行評價和反思。在進行化學建模教學設計中，教師需要不斷考量建模過程中的策略是否正確，已完成的建構模型是否科學合理。對模型進行評價能夠使教師做到具體問題具體分析，根據學生的認知策略進行教學調整，從而提高學生的認知水平。例如化學元素周期表是學生學習化學的基礎，教師可以要求學生自己動手制作并進行課堂展示。隨后要求學生進行互評，在評價中加深對化學元素周期的掌握。
3.建模法教學實踐
3.1 概括歸納
概括歸納是人們在化學研究中廣泛應用的思維方法，化學中的很多定律和公式都是通過概括歸納得出的。它是一種由個別到一般、從特殊到普遍，從經驗事實到事物內在規律性的認識手段和模式。在高中化學教學中，學生通過體驗建模的全過程可以對模型的建構和運用有一個整體的認識，遇到類型化的問題可以快速的作答。但是，教師一定要注意學生不能一味的生搬硬套，題目是不斷變化發展的，學生缺乏應用模型解決新問題的能力有可能是大致過程對，結果得出截然相反的結論。
3.2 聯想遷移
學生在具有建模意識并掌握了一些思維模型后，通過聯想大腦中已有的模型，運用分析、綜合、比較、論證的方法進行遷移變換，最終創造掌握新的模型。這種聯想遷移的方法能夠培養學生獨立解決問題的實踐能力和化學思維能力。運用聯想遷移進行建模對學生的綜合能力要求比較高，需要教師在日常教學中層層滲透，提高學生的遷移建模能力，在新知識與原有知識之間建立起可遷移條件。聯想遷移法能夠提高學生的學習效率，一旦學生在大腦中建立遷移建模反射，在遇到新問題時能夠充分發揮積極主動性，自主解決問題。
3.3 接受模仿
接受模仿是化學中最普遍使用的一種方法，有老師給出特定的解題思維模型幫助學生解決較難的問題。由于學生的認知水平和學習基礎存在差距，大部分學生面對難題和陌生題目時毫無頭緒、無法下筆，這個時候需要教師運用接受模仿法。例如在人教版化學教材中關于氧化還原反應中氧化性和還原性強弱的比較一章節中，教師首先建立解題思維模型，以便學生模仿應用。學生可以根據黑板上的解題思維模型順利得出答案。接受模仿可以節約課堂時間，但是教師在教學中起主導作用，不利于提高學生自主建模能力的提高。
4.結語
綜上所述，在高中化學教學中教師應有意識的讓學生感受到建模的重要性，并加強學生建構模型的能力培養，這有助于學生和老師研究化學問題的科學合理性。新程要求在教學中應以學生為主體，教師充分發揮引導作用，新課標的教材中的抽象化的化學知識相對增加，降低了高中化學教學成效。而模型教學能夠充分發揮學生的主體作用，培養學生解決問題的能力和整體科學素養，符合我國素質化教育的趨勢。
化學建模論文:讓“建模法”為高中化學教學增添動力
摘 要： 建模法在高中化學教學過程中應用得比較多，對其合理利用能有效提高解題效率。為此，作者實結合踐教學經驗，就建模法在高中化學教學中的應用問題進行了分析。
關鍵詞： 高中化學教學 建模法 應用 動力
引言
建模法主要是通過化學模型解決相應的問題，我們通過一些具體的模型區解決一些實際問題，建模法能夠使解題的過程更加模式化，減少解題過程中的錯誤。為此，筆者就建模法在高中化學中的應用問題進行以下探討分析。
1.建模法的教學意義
在化學學習的過程中，我們經常會使用一些化學模型解決實際問題，這就是建模法。建模法需要從一個具體的事例出發，通過抽象概念建立起相應的模型，幫助學生對化學原理進行深入理解，從而解決實際的問題。這樣的過程是符合我們的認知規律的，在這個過程中，學生逐漸從感性認識上升到理性認識，形成理性認識之后才能夠對自己的實踐進行指導。高中生的思維比較活躍，但是還沒有形成抽象思維，所以在對一些抽象的概念進行理解的時候，往往會感覺很吃力。建模法很好地解決了這個問題，通過建模法，我們可以對一些抽象的概念建立模型，從而幫助我們對原理進行理解，把復雜的問題簡單化[1]。在應用建模法的過程中，我們要由易到難讓學生逐漸理解，此外一定要結合客觀規律，否則會起反作用。
2.建模法在高中化學教學中的應用
2.1關系式法
在實際進行化工生產的過程中，我們經常會遇到多步反應，從原料到的產品往往會經過許多步反應，在多步進行的連續反應中，關系式法應用得比較多，多步反應之間相互關聯，及時步反應產生的產物往往是下一步反應的反應物，通過化學方程式我們可以得到反應物與生成物之間量的關系。因此我們可以找出某個中間物質，以它為中介，然后尋求已知物質與所要求的物質之間的量的關系，在化學計算的過程中，關系式法是基本的解題方法，有些化學題目需要多步計算，通過關系式法我們可以把它變成一步計算，這樣就避免了計算過程中的麻煩，簡化了解題的過程，從而降低了學生出現錯誤的概率。
2.2差量法
化學反應前后會發生物質的量的變化，我們可以根據這種變化找到這個理論差值。由于每個化學方程式是不同的所以發生變化的量也就有可能不同，有的是體積發生了變化，有的是壓強發生了變化，這個變化的量的大小跟參加反應的某些量成正比例關系，我們可以通過這種關系把問題簡單化，從而求出相關量。對于一個化學反應來說，各個物質的量之間都有一定的關系，如果我們從里面任意取兩個物質的量，那么當其中一個量增大或減小時，另一個量也會成比例地發生變化，并且兩者之間的差值也會呈現相應的變化。
2.3守恒法
在高中化學的額解題過程中，守恒法的應用是比較多的，化學反應的過程中物質會發生變化，但是某些特定的量是不會發生變化的，我們可以利用這一點求解，從而簡化解題的過程。守恒法不需要我們探究化學反應過程中的某些細枝末節，只需要找守恒關系即可，常用的守恒方法主要有三種包括元素守恒、電荷守恒和電子得失守恒。而對于元素守恒而言，它又包括原子守恒和離子守恒，在化學反應的前后如果原子的種類及個數不發生變化的話，那么我們就可以應用原子守恒法，同樣如果離子數目不變的話就應用離子守恒方法，通過這種守恒的方法，計算出結果。
應用電荷守恒主要是因為在中性的體系中，正電荷和負電荷的數量是相等的，我們經常使用這種方法推斷溶液中離子濃度的關系。電子得失守恒主要應用在氧化還原反應之中，在氧化出結果。
結語
在化學解題的過程中應用建模法，能夠把復雜的問題簡單化[2]，幫助我們抓住問題的本質，使抽象的事物具體化，此外在應用建模法的過程中還能夠提高學生分析問題、解決問題的能力，使學生的化學素養得到提高。
化學建模論文:“建模、用模”在化學高考復習中的應用
文章編號：1005－6629(2007)05－0075－03中圖分類號：G632.479 文獻標識碼：B
2006年高考化學江蘇卷第26題體現了建模、用模的思想。原題是這樣的：
利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機的理想方法之一。某研究小組設計了如下圖所示的循環系統實現光分解水制氫。反應過程中所需的電能由太陽能光電池提供，反應體系中I2和Fe3+等可循環使用。
(1)寫出電解池A、電解池B和光催化反應池中反應的離子方程式。
(2)若電解池A中生成3.36L H2(標準狀況)，試計算電解池B中生成Fe2+的物質的量。
(3)若循環系統處于穩定工作狀態時，電解池A中流入和流出的HI濃度分別為A mol?L-1和b mol?L-1，光催化反應生成Fe3+的速率為c mol?L-1，循環系統中溶液的流量為Q(流量為單位時間內流過的溶液體積)。試用含所給字母的代數式表示溶液的流量Q。
本題(3)要求學生從復雜的情境中抓住本質建立化學反應2Fe2++I2 2Fe3++2I-，得出“光催化反應生成I－的速率ν(I-)=ν(Fe3+)=c mol?min-1，化學問題抽象成電解池A中消耗I-的速率應等于光催化反應池中生成I-的速率，從而得出：a mol?L-1×Q-b mol?L-1×Q=c mol?min-1，解出Q。可見，化學問題抽象成兩個數學等量關系進行建模，要求考生的思維必須具備有序性和深刻性。這種“建模、用模”的思維方式在高中化學中有許多應用。
“模”就是“模式”、“模型”，建模思想就是將復雜的化學問題去非本質的東西，抽象出解決問題的思維方式，即“模”，然后運用這一模式去解決相關問題，它的一般過程可表示為：
“建模、用模”這一思維方式也是建構主義學習理論在化學學習中的極好運用。具體來看，這一規律在高考化學復習中主要有以下幾方面的應用。
1用等量代換法建立“模型”，使與量有關的某些有機題規律化
例1.現有一些只含C、H、O三種元素的有機物，它們燃燒時消耗O2和生成CO2的體積比為3∶4。
(1)符合條件的分子量最小的化合物化學式為__________。
(2)某兩種碳原子數相同的上述有機物，若它們的相對分子質量分別為a和b(a
解析：設符合條件的氧化物的化學式為CxOy，則CxOy+(x- )O2xCO2，因消耗O2和生成CO2的體積比為3∶4，解得x/y=2。則此氧化物為C2O或(C2O)n。
若要始終保持耗氧量和生成CO2的體積比為3∶4，則在分子中任意增加H2O，對耗氧量和生成CO2的體積均無影響，按此建模思考，得(C2O)n(H2O)m。由于此有機物必須含C、 H、 O， 故m、 n為1時， 相對分子質量是最小的， 化學式為C2H2O2(乙二醛)；符合(C2O)n(H2O)m的兩種有機物，若碳原子數相同，即n值同，而m值不同時，它們的相對分子質量之差(b-a)必為H2O的相對分子質量的倍數，故第二空須填入18。
可見，本題建立的模型為(C2O)n(H2O)m，運用它可以重新設置并解決一系列問題，這類模型的建立有時需要化學中的一些量的關系輔助，如原子質量之間(C～12H、 CH4～O、 4C～3O……)；耗氧量之間(C～2O、 2H～O、 C～4H……)；電子數量之間及價鍵之間的守恒關系。
通過上述例題我們不難看出，用“等量代換法”解這類發散思維有機題的思想模式是：
①從最簡單的有機物烴、含氧衍生物入手，確定代表物。
②依題意，找出C、H、O三者的等量關系，結合代表物和等量關系進行代換。
③根據價鍵法則或有機物的結構特點、性質等，確定符合題意的有機物結構式。
④整個過程體現了有序思維經發散思維到收斂的過程。
[嘗試鏈接]
1.a g H2在氧氣中充分燃燒后，再通過足量過氧化鈉，充分反應，固體質量增加多少克？
2.H2換成CO呢？
3.a g含C、H、O的物質B，在氧氣中充分燃燒后，再通過足量的過氧化鈉，充分反應，固體質量增加ag，則B的化學式通式是什么？舉出B具體的物質2例，并寫出其結構簡式。
4.一定條件下將質量為x g的有機物在O2中燃燒，燃燒后全部產物通過足量Na2O2層，過氧化鈉的質量增重Yg, 下列對應關系一定正確的是( )
2運用數學方法建模，使化學問題解決快速化
例2.向1L 0.1mol/L的AlCl3溶液中，加入2mol/L的NaOH溶液，反應后，共得到白色沉淀3.9g，求加入的NaOH溶液的體積為多少？
解析：AlCl3溶液中加入NaOH溶液的化學反應有：
①當NaOH少量時， AlCl3+3NaOH Al(OH)3+3NaCl
②當NaOH過量時， 生成的Al(OH)3 沉淀溶解在NaOH中， Al(OH)3 +NaOHNaAlO2+2H2O， 因此畫得如右圖形：
由圖可知：在加入NaOH溶液的整個過程中，生成沉淀質量為3.9g的有A、B兩點，也就是加入的NaOH溶液的體積也應有兩個量。
作為工具學科，數學對化學問題的解決起到了很好的輔助作用，高中化學經常運用到的數學方法有：應用數軸幫助解決討論型化學計算題，商余數、代數方程、不定方程、平均值法、不等式、數學歸納法、極限、排列組合、平面幾何、立體幾何、待定系數法配平方程式、數形結合思想等。
[嘗試鏈接]
自20世紀90年代以來，芳-炔類大環化合物的研究發展十分迅速，具有不同分子結構和幾何形狀的這一類物質在高科技領域有著十分廣泛的應用前景。合成芳-炔類大環的一種方法是以苯乙炔(CHC― )為基本原料，經過反應得到一系列的芳－炔類大環化合物，其結構為：
(1)上述系列中第1種物質的分子式為______。
(2)已知上述系列第1至第4種物質的分子直徑在1～100nm之間，分別將它們溶解于有機溶劑中，形成的分散系為________。
(3)以苯乙炔為基本原料，經過一定反應而得到最終產物。假設反應過程中原料無損失，理論上消耗苯乙炔與所得芳炔類大環化合物的質量比為____________。
(4)在實驗中，制備上述系列化合物的原料苯乙炔可用苯乙烯(CH2=CH)為起始物質，通過加成、消去反應制得。寫出由苯乙烯制取苯乙炔的化學方程式(所需的無機試劑自選)_________。
3建立模型，使知識儲備、問題解決方略序列化
例3.運用一定的知識整理的方法，將NH3、N2、NO、NO2、HNO3、MNO3的結構、性質、制備、用途作一歸納。
歸納方法可用樹狀分類法、價態轉化法、列表對比法等，此外還有以下一些模型：
相同、相異概念的對比、分析圖表；相似問題歸類化如電解質溶液中離子濃度大小比較，可抓住電荷守恒和物料守恒；pH的計算(酸性，先求C(H+)，再求pH；堿性，先求pOH，再求pH)等。
當然，在解答具體問題時，有一些方略也要序列化的，如：解答化學實驗鑒別題時，抓住“操作現象結論”三步曲；推斷題抓住“題眼嘗試結論驗證”四過程；計算題抓住“思路分析解題過程檢驗核對”三步驟；實驗方案評價題強調“科學、安全、可行、簡約”四原則等等。這些都是規范答題并提高得分率的有效方略模式。
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某化學興趣小組按照下列方案進行“由含鐵廢鋁制備硫酸鋁晶體”的實驗：
步驟1：取一定量含鐵廢鋁，加足量的NaOH溶液，反應后過濾。
步驟2：邊攪拌邊向濾液中滴加稀硫酸至溶液的pH＝8～9，靜置、過濾、洗滌。
步驟3：將步驟2中得到的固體溶于足量的稀硫酸。
步驟4：將得到的溶液蒸發濃縮、冷卻、結晶、過濾、干燥。
請回答以下問題：
(1)上述實驗中的過濾操作需要玻璃棒、______、______等玻璃儀器。
(2)步驟1過濾的目的是_________________。
(3)當步驟2中的溶液pH＝8～9時，檢驗沉淀是否的方法是____________。
(4)步驟2中的溶液的pH控制較難操作，可改用__________________________。
總之，在中學化學學習中，進行“建模、用模”的嘗試，可使學生跳出題海，提高效益，使同類問題的解決更快捷、簡便。
“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”
