数轴法解化学 “数轴”在化学教学中的应用

　　〔关键词〕 数轴；化学教学；应用；熔沸点；含碳量；量与产物；关系 　　〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C 　　〔文章编号〕 1004―0463（2008）08（B）―0059―01
　　
　　数学作为一种研究问题的工具，对自然科学的学习起着非常重要的作用。将化学问题转化为数学问题，或利用数学方法分析和解决化学问题，更是《高考大纲》的基本要求。利用数轴学习化学知识，就是借助数轴将复杂难懂的化学量化关系形象地表示出来，可增强知识间的关联性和准确性，起到化难为易、事半功倍的效果。
　　
　　1.用数轴表示晶体熔沸点高低比较关系
　　
　　晶体熔沸点高低的比较问题是高考的重点内容，相关题目在最近几年的高考中更是屡见不鲜。但许多学生只是定性的知道分子晶体熔沸点较低，离子晶体熔沸点较高，原子晶体熔沸点很高。至于这些晶体熔沸点间更深层次的关系，如离子晶体比分子晶体的熔沸点高多少？原子晶体比离子晶体的熔沸点一定高吗？金属晶体与其他三种晶体的熔沸点有什么关系等问题却往往心中模糊，难以定位。对于这些问题，若用数轴表示便能使问题得到彻底的澄清，也可让学生对这一专题的理解和认识有种全新的感觉。
　　
　　 2.用数轴表示烃类分子中含碳量的变化关系
　　
　　 与烃分子含碳量相关的题目在高考中也时有出现。烃分子中含碳量的变化规律通常可以使用数学极限处理的方法得出结论：随碳原子数的递增，烷烃含碳量逐渐增加，甲烷含碳量最低（75%）；烯烃含碳量保持不变（87.5%）；炔烃含碳量逐渐减小，乙炔含碳量最高（97%）；苯的同系物含碳量逐渐减小，苯含碳量最高（97%）。学生就单个烃类含碳量的特点和变化比较明了，但对于不同烃类含碳量间的变化和联系却始终模糊不清。此时若用数轴来表示便可使这一问题得到有效地解决，令绝大部分学生有种能轻松而成功获取知识的心理体验，调动了他们的学习积极性。
　　
　　3. 用数轴表示铁与硝酸反应中量与产物的关系
　　
　　 铁和稀硝酸的反应情况是化学高考重点知识之一，因这一反应中量与产物的变化关系较为复杂，也是学生的学习难点之一。一般可做如下分析：铁和稀硝酸首先发生反应Fe+ 4HNO3（稀）=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O。①n（Fe）/n（HNO3）=1/4时，恰好完全反应，氧化产物是Fe（NO3）3，还原产物是NO；②n(Fe）/n（HNO3）＜1/4时，HNO3过量，氧化产物是Fe（NO3）3，还原产物是NO；③n（Fe）/n（HNO3）＞1/4时, Fe相对过量，过量的铁又与Fe3+发生反应Fe+2Fe3+=3Fe2+，相当于开始发生如下反应：3Fe+ 8HNO3（稀）=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O，所以氧化产物中有Fe（NO3）3，也有Fe（NO3）2，还原产物只有NO；④n（Fe）/n（HNO3）=3/8时, 反应3Fe+ 8HNO3（稀）=3Fe(（NO3）2+2NO↑+4H2O 恰好完全，氧化产物是Fe（NO3）2， 还原产物是NO； ⑤1/4＜n（Fe）/n（HNO3）＜3/8时,同③；⑥n（Fe）/n（HNO3）＞3/8时， Fe完全过量，氧化产物是Fe（NO3）2，还原产物是NO。要学生如此系统而严密地分析、把握这些关系着实有些难度，能不能用简洁明了的方法帮助学生把握这一变化关系呢？我们在教学实践中通过用数轴表示的方式做到了。
　　 由此可见，仅用文字叙述和理论分析的方式表示某些化学知识之间的量化关系，是不足以使学生有效地领会知识的内涵和外延的。可若通过知识和思维转化的方式，如使用数轴表示，便可使复杂的化学关系以简单直观的数量关系形式反映出来，令广大学生对知识的获取有一种全新的感觉，调动他们学习的积极性和主动性，极大地提高教学的实际效果。
　　
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