例析有序思维在解决中学化学复杂问题中的运用

摘要：文章运用有序思维谈解决列举型习题、书写同分异构体、解答无机推断题、解决平衡问题、书写陌生氧化还原离子方程式的方法。

关键词：有序思维；中学复杂化学问题

文章编号：1008-0546（2013）03-089-02 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.03.038

中学化学知识细小而繁多，记忆量大，进入高三，部分学生感到化学变得难学了，难记忆，更难灵活运用。表现为解决化学问题时，颠三倒四，漏洞百出，甚至不知如何下手，其原因是：遇到问题不知道如何去思考，显得思维混乱、盲目性大。为了解决这个问题，笔者进行了将有序思维应用到高三复习过程中的尝试，收到较好的效果。所谓“有序思维”，就是按一定的逻辑思维顺序或优化程序逐步地思考问题，化学中“有序思维”的“序”就是化学学科思想，如分类思想、物质结构决定性质而性质决定其用途的思想、由特殊到一般再到特殊的思想、提出假设实验探索分析现象得出结论的思想、对称思想……，用这些思想作为思考的框架顺序进行有序思维，在遇到具体问题时，可以有条理地逐一解决。

一、运用有序思维解答列举型习题

例1：两种短周期元素组成的化合物中原子数比为1∶3，若两种元素的原子序数分别为a和b则a和b的和可能是（ ）

①a=b+5 ②a+b=8 ③a+b=30 ④a=b+8

A ①②③④ B②③④ C②③ D③④

分析：部分考生拿到此题时，第一感觉是不知从何处着想，没有头绪，因为短周期两元素组成的物质多达数十种，从这些分子中选取符合要求的，确实是一时难以入手。解决该题，可以引导学生用从一般到特殊的思想，按XY3中一般X为+3价、Y为-1价找出B、Al（N、P）和F、Cl的8种组合；X为+6、Y为-2找出SO3；特殊X为-3、Y为+1的N、P和H的组合；更特殊X2Y6的C H组合从而顺利得出A答案。若仅仅是随机列举很难快速解答，也根本不能体现本题考查思维素养的用意。

二、运用有序思维解答有关同分异构体的习题

学生书写同分异构体时常犯的错误有：遗漏和重复，其原因是思维混乱，没有选准角度按一定逻辑顺序逐一书写，因而复习时告诉学生要按“物质类别异构碳链异构官能团位置异构”的顺序思考、书写，在“碳链异构”中则按“主链先长后短取代基先整后散取代基位置由中间到两边”思维顺序来分析。

例2： A结构为的同分异构体中，含有-NO2、-Cl、酯基且为1，3，5-三取代苯结构的有6种，其中2种结构如下：

请写出另外4种同分异构体的结构简式： 。

分析：根据分子式直接书写同分异构体时，特别要注意一定逻辑思维顺序，在同一类别的前提下先后写出碳链异构体，本题只要先写出侧链的结构：CH3COOCH3和HCOOCH2CH3以及CH3CH2COOH分别用苯环结构取代其中不同位置的H原子即可得出六种同分异构体结构，排除掉题给2种就能写出其他的4个分子。

例3：某烃衍生物A，化学式为C6H12O2。已知：A中加入NaOH溶液生成B和D，B中加入HCl生成C，D中加入Cu并加热氧化生成E，又知D不与Na2CO3反应，C和E都不能发生银镜反应，则A的结构可能有 （ ）

A.2种 B.3种 C.4种 D.6种

分析：本题题给信息比较繁琐，用图表可以直观的表示出物质之间的转化关系，也就是酯分解为酸和醇两类物质分别考虑，醇中能被催化氧化又不能生成醛的至少有三个碳，酸不能发生银镜反应，排除甲酸也就意味醇不能含5个碳原子，最后只剩丙酸与异丙醇以及乙酸与2-丁醇构成的两种酯。

三、运用有序思维解答无机框图推断题

对于提示信息少且很抽象的无机框图推断题，学生感到难度较大，但运用有序思维，将有可能符合题意的物质按一定顺序逐一列举出来，然后验证排除，是一种行之有效的方法。

例4：A、B、C、X均为中学常见的纯净物，

它们之间有如下转化关系（副产物已略去）。

试回答：

（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是_______。

a.S b.N2 c.Na d.Mg e.Al

（2）若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则B的化学式为____________。

（3）若A、B、C为含有金属元素的无机化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为____________，X的化学式可能为（写出不同类物质）________或________，反应①的离子方程式为_________或________。

分析：本题特征信息很少，难以找到突破口，运用有序思维，将符合题意的物质按一定顺序逐一列举出来将物质A按照金属、非金属单质氢化物氧化物最高价氧化物的水化物（酸）碱盐有机物的顺序依次罗列，不难得出A可以是Fe、Na、S、N2、C、NH3、H2S（X为O2）、HNO3（X为Fe）、Ca（OH）2（X为CO2）、AlCl3、AgNO3（X为NH3）、Na2CO3（X为HCl）、FeS2（X为O2）、乙醇氧化、淀粉分步水解、甲烷氯代……在充分演绎的基础上，（1）中Mg、Al不符合要求；（2）中符合条件的转化关系是Cl2+Fe生成FeCl3再与Fe作用；（3）中对应铝盐或偏铝酸盐的转化均在所列举的物质中，由一般到个体的思维方式有利于问题的全面解决。

四、运用有序思维解决平衡问题

化学平衡和弱电解质电离平衡问题中，有相当一部分是进行两物质（或两体系）的比较如：

例5.pH相同的盐酸和醋酸加水稀释至等pH所加水的量分别是m mL和 n mL，则m n（填>、

例6.在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知N2（g）+3H2（g）■2NH3（g） ΔH=-92.4kJ・mol-1）

下列说法正确的是（ ）

A. 2c1>c3 B. a+b = 92.4 C. 2p2

分析：这两个平衡移动问题可以采用“先等后不等”的思维方式进行解决：例5可以假设加水量相同，醋酸电离平衡正向移动酸性强，达相同pH还需继续稀释，所以m < n；例6则假设平衡不移动丙浓度、压强、能量变化均是乙的两倍（转化率相同），实际丙相对于乙压强增大，相当于N2（g）+3H2（g）2NH3（g）平衡正向移动造成的结果故2c1p3、α1+α3

五、运用有序思维书写新情境下的陌生氧化还原离子方程式

新课标实施后对学生方程式的记忆要求总体减少，但依据氧化还原的原理书写陌生离子方程式的迁移能力在强化。此类问题只要按：书写氧化剂还原剂、氧化产物还原产物电子得失守恒配平主体观察方程式两边所带电荷依据溶液实际酸碱性用H+或OH-平衡电荷用H2O平衡方程式两边H、O质量的一般的思维模式进行操作均可顺利解决。

例7：NaClO中通入少量SO2的离子方程式：

①先写反应物和生成物ClO-+ SO2―Cl-+SO42-。

②依据电子得失守恒得出比例1∶1∶1∶1。

③观察两边所带电荷方程式左边带一个单位负电荷右边带3个单位负电荷，依据NaClO水解显碱性，左边加上2 OH-即可使得两边电荷平衡。

④最后在右边加1个H2O就可以完成此方程式的书写。

按照此有序步骤书写诸如用“空气氧化的方法除去ZnSO4溶液中Fe2+（以FeOOH 形式除去）离子方程式”，学生能很快写出“O2+4 Fe2++6H2O=4 FeOOH+8H+”的正确结果。

总之，有序思维是一种思维品质，更是思维方式，既可用于有序地存储化学知识，又可以用于解决化学问题，高三学生养成有序思维习惯后，所掌握的知识将更系统条理，其分析和推理能力会增强，思维品质会得到提高。

参考文献

[1] 任志强.以典型例题为主线的高三化学总复习课堂模式探究[J].中学化学教与学，2010，（2）