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要重视化学基本概念的复习
--天津二中 侯俊荣
近一时期,高三化学的高考复习将相继进入理论、概念的复习阶段,而基本概念的复习却望往往受到轻视。有的同学认为基本概念完全是背的功夫,既然该背的都已经背下来了,就应该没有什么问题了,殊不知到了实际应用的时候却又觉得糊涂了。这种尴尬并不奇怪,因为初步形成的概念是肤浅的、粗糙的,必须经过去粗取精、去伪存真、由表及里、由浅入深的深化思维过程,才能完成由识记、理解的初阶
段向运用自如的高级阶段升华。
深入理解化学基本概念是学好化学的基础,它就如同学好语文首先要学好字词一样重要。在复习过程中要从理论的高度对概念的精髓进行深入的剖析,揭示概念的规则和原理,分析建立概念的必要条件和充分条件,比较同类概念的内涵和外延,才能对化学概念的全貌有较系统、较深刻的认识。
一、 概念的内涵和外延
内涵是指概念的本质属性'而外延是指概念所反映的一切对象和范围。只有正确理解内涵和外延,才能正确地运用概念去解决问题。例如,电解质概念的内涵为:"能导电的物质。"包括酸、碱、盐等,但必须强调其导电作用是由于这些化合物的本身的自身电离而不是它们与水作用所生成新物质的电离。外延是指在水溶液中或熔化状态,二者居一即可。概念的实质是化合物溶于水或在溶化状态时其本身能否电离,这就是电解质与非电解质的本质区别,把握不住这一要素,就会进入如下六大误区:
1、 误把非电解质当电解质。如三氧化硫、二氧化硫、二氧化碳等它们的水溶液虽然能导电,但发生电离的却不是它们的本身。
2、 误把电解质当作非电解质。这可能是受了"1"的影响,将氧化钠、氧化钙、氧化铝也当成了非电解质。实际上述物质的熔融态是可以发生电离而导电的,应属于电解质。
3、 误认为一种物质不是电解质就一定是非电解质,如液态硫、铁等,却忽视了电解质与非电解质均指化合物而不是单质。
4、 误把电解质溶液当成电解质。如稀硫酸、食盐水等。一般情况下,电解质应是化合物而不是混合物。
5、 误认为一切混合物都不是电解质。这显然受了"4"的影响,对概念的内涵和外延理解不透彻,导致将概念绝对化而走向另一个极端误区。象某些无氧酸如盐酸、氢硫酸、氢溴酸等应属于特殊的电解质--混合物电解质。
6、 误把难溶盐当作非电解质,如硫酸钡。要知道虽然硫酸钡在水中的溶解度很小,但其溶解的部分却是全部电离的,所以硫酸钡不仅是电解质,还是一种特殊的难溶盐强电解质。
再如化学平衡状态的概念,其内涵是可逆反应的正、逆反应速率相等,其外延是一定条件下,反应混合物中各组分的浓度保持不变。正、逆反应速率相等是实质。对于同一物质而言,V(正)=V(逆),足以说明可逆反应已处于化学平衡状态,但对于不同物质,要说明反应已处于平衡状态,须证明不同物质的的正、逆反应速率之比与化学方程式中对应的化学计量数之比成正比关系。
例如可逆反应: xA+yB zC,若满足:
V(A)消耗=V(A)生成; V(B)消耗=V(B)生成;
V(C)消耗=V(C)生成; V(A)消耗/V(B)生成=x/y;
V(A)生成/V(B)消耗=x/y; V(A)消耗/V(C)消耗=x/z;
V(A)生成/V(C)生成=x/z; V(B)消耗/V(C)消耗=y/z;
V(B)生成/V(C)生成=y/z。
都能说明上述可逆反应已处于化学平衡状态。
判断反应是否达到平衡状态还可以根据概念的外延,即从表面现象去判断。这其中大有潜力可挖掘。除达到化学平衡时各物质的浓度不再改变外,各物质的物质的量分数不随时间而变;各物质的质量分数不随时间而变;各物质的转化率不随时间而变化均能说明反应已处于平衡状态。至于其他的物理量,如气体的总物质的量、气体的总压强、气体的密度是否能作为判断达到平衡的标志则还要看具体题意而定:若反应前后的所有物质都是气体(即气体的总质量不变),且为容积固定的容器(气体的体积也不变),则气体的密度始终不变,即密度不变不能作为判断是否达到平衡的标志。若反应气前后气体的体积相等,则总压强不随时间而变、气体的总物质的量不随时间而变均不能作为判断是否达到平衡的的依据。
二、 概念间的相互关系
化学概念不是孤立的,总是处于与其他概念的相互联系和融合之中。只有弄清概念的相互关系,才能熟练正确地使用概念。
1、 主从关系:即一个外延大的概念包含着一个或多个外延小的概念。例如烃类包含烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。酸类包含硫酸、硝酸、盐酸、醋酸等。
2、 并列关系:属于平行概念。都从属与某一总概念。例如化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应都从属于基本反应类型。
3、 交叉关系:即两个概念所反映的事物部分重叠。例如氧化还原反应与化合反应、脱水反应与消去反应等。
4、 对立关系:指两个概念内涵对立,外延排斥。例如溶解与结晶、潮解与风化、加成与消去、化合与分解、氧化与还原、酯化与水解、吸热与放热、游离态与化合态等。
5、 否定关系:例如电解质与非电解质、可逆与不可逆、氧化还原反应与非氧化还原反应、饱和溶液与不饱和溶液等。
研究概念间关系主要从外延间的各种不同关系区别,防止把外延不同的概念混为一谈。例如元素与原子,从外延分辨,元素的外延是宏观概念,而原子的外延是微观概念。
三、 概念的阶段性和演进性
任何概念都不是静止的、僵化的,而是随着社会的发展和科技的进步不断演进的,概念的内涵也不断被充实和完善。例如氧化-还原反应,初中是得氧与失氧;高中是化合价的升降和电子转移;大学则是氧化数。经历了四个层次才比较完善(高考只要求电子转移)。在中学课本中,既不是一步到位,又不能前后脱节,而是层层递进,逐步提高。
关于化学变化的描述,从初中到高中,也是越讲越深刻,越讲越触及问题的本质。从有新物质生成到分子的破裂和原子的重新组合;从旧化学键的断裂、新化学键形成到活化分子的有效碰撞,层层深入,从表面到实质逐渐揭示了化学变化的奥秘。
关于同分异构体概念现在已经不再局限于有机物中,它们可以是有机物与有机物之间;也可以是有机物与无机物之间;也可以是无机物与无机物之间。例如下题:
下列各组物质中,两者互为同分异构体的是
1、CuSO4·3H2O和CuSO4·5H2O
2、NH4CNO和CO(NH2)2
3、C2H5NO2和NH2CH2COOH
4、[Pt(H2O)4Cl3]与[Pt(H2O)2Cl2]·2H2O·Cl
A、1、2、3 B、2、3、4
C、2、3 D、3、4
正确答案为B
对概念的理解不但要有横向比较,也要建立纵向联系。从初三到高一、高二都要接触到有关电解质溶液的导电问题,但在高三复习概念时若说电解质溶液的导电过程属于化学变化这一正确理论仍有部分同学不能接受,究其原因就是没有将高三所学的电解理论与过去所学的电解质溶液导电的知识挂钩,没有意识到电解质溶液的导电过程就包含着电解过程,即溶液中的阴、阳离子先定向移动到阳、阴两极,然后分别在两极上发生失电子的氧化反应和得电子的还原反应。可见,缺乏概念间的纵向沟通,就可能犯低级错误。
在我们研究有关概念时应有意识地为概念的深化留有发展的空间。切忌将概念绝对化。例如在-50℃时,液氨中存在如下电离平衡:
2NH3 NH4++NH2-其离子积为
,这是无机信息题的取材热点,因此将氨气列为非电解质显然不妥。又如关于元素、核素、同位素概念中都提到"原子"二字,其实此时原子的外延是广义的,它包含了离子,在这里把离子看为带电的原子。
四、 概念的"形"和"意"
有些概念的"形""意"完全不同。例如"芳香烃"、"碳水化合物"、"酸式盐"、"焰色反应"。对这些概念不能只从字面去理解,芳香烃不一定具有香味;碳水化合物的组成不一定都是Cm(H2O);酸式盐的水溶液不一定呈酸性;焰色反应并不是化学反应。但有些概念"形"近而"意"不同,这些概念很容易混淆,必须通过列表类比的方法加以比较和区分。例如同位素、同素异形体、同系物、同分异构体概念的比较,可进行"同中求异","异中探同"的比较和讨论。
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项目
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同位素
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同素异形体
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同系物
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同分异构体
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同
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质子数
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元素
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结构相似
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分子式
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异
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中子数
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性质
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组成差(CH2)n
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结构
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对象
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原子
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单质
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有机物
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化合物
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物性
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不同
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不同
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不同
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不同
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化性
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相同
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同或不同
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相似
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相似或不同
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举例
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3517Cl和3717Cl
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O2和O3
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CH4和C2H6
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CH3COOH和HCOOCH3
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类似这样的易混淆概念还有很多,在学习中会给同学造成一定的困难,它们是:
1、 非金属氧化物和酸性氧化物 2、金属氧化物和碱性氧化物3、 元素、核素、同位素 4、元素与原子5、酸酐与酸性氧化物 6、芳香族化合物、芳香烃和苯的同系物
7、电离与电解 8、极性键与极性分子9、非极性键与非极性分子 10、置换反应与取代反应11、挥发性和对热不稳定性 12、分馏、蒸馏与干馏
13、渗析和盐析 14、加成与酯化15、燃烧热与生成热 16、电镀铜与精练铜
17、电化腐蚀与化学腐蚀 18、离子方程式和电离方程式19、水解与皂化 20、物质的量与摩尔21、 22、裂化与裂解23、中和反应与酯化反应
24、酸性与酸的通性25、加聚与缩聚 26、漂白性与氧化性27、酸的氧化性与氧化性酸 28、胶体与胶粒 29、盐析与变性 30、电解、电镀、与电泳31、溶解性与溶解度
32、析氢腐蚀与吸氧腐蚀33、颜色反应与焰色反应。
通过列表、对比、分析、讨论,使我们对这些易混概念有了一个比较清晰的认识,即从表面认识到质的飞跃,这样,我们才能在解决化学问题时发挥得淋漓尽致。
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