高中化学模型构建策略及运用，本文主要内容关键词为：模型论文,策略论文,高中化学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、溶液中溶质的质量分数模型构建 例1：已知25%氨水的密度为0.91
，5%氨水的密度为0.98
，若将上述两溶液等体积混合，所得氨水溶液的质量分数（ ） A.等于15% B.大于15% C.小于15% D.无法确定 解题策略分析：常规解法一般如下，设所取溶液的体积为V mL，则混合后溶液的质量分数为[25%·0.91V+5%·0.98V]/（0.91V+0.98V）=14.63%＜15%。解法二，这里我们注意到溶液等质量混合时，混合后溶液质量分数为混合前各质量分数的一半。为何从等质量到等体积混合，混合后的情况会出现截然相反的结果呢？从等质量到等体积，需要留意的是究竟是要补充较稀溶液还是较浓溶液。构建模型如图1。（I为较浓溶液，Ⅱ为较稀溶液，Ⅲ为混合后溶液，质量分数
）
该思维模型的处理有些类似于平均值规律，哪种成分的占比越多，混合体的性质越接近它。 二、水溶液中质子守恒的模型构建 水溶液中有关离子浓度大小与关系的考查经常出现在各地各级试题中，尤其是三大离子守恒中的质子守恒因其隐蔽性而让学生屡屡黯然失分，而且为了判定某一个选项，要将物料守恒与电荷守恒同时正确写出，未免太费时费力，采用图2完全可以巧妙避开弱离子的水解或电离，也就是说不研究过程，只研究结果如何，事半功倍。
这里我们忽略书写演算具体的电离或水解过程，只关注最终水溶液中相关粒子是通过原形粒子（方框内研究对象）如何转移质子而得到，箭号上
数目多少表示转移质子多少，轴线上一侧表示得到，另一侧表示失去，溶液中质子（
）不会增加也不会减少即守恒。因此很快就可以直接得到等式：
，质子守恒关系式中不可能出现原形粒子。 例2：（2014安徽·11）室温下，下列溶液中粒子浓度关系正确的是（ ）
三、十字交叉法模型构建 十字交叉法是计算方程式抽象出的图解形式，应用于二元混合体系具有平均值的计算问题，它具有简化思路、简便运算等显著优点。十字交叉法广泛应用于求同位素原子个数比（丰度）、混合气体体积或物质的量比、溶液配制等方面。只要相关计算中能够列出Ax+By=C（x+y），都可以推导出（A-C）x=（C-B）y即x/y=（C-B）/（A-C），方程式中C表示混合物的平均量，A、B表示两组分对应的量，x、y表示两组分在混合物中所占的份额。图解形式如图3所示。
例3：乙醇的燃烧热为
，甲醇的燃烧热为
，且
＜
，若1mol乙醇和甲醇的混合物完全燃烧，反应热为
，则乙醇和甲醇的物质的量之比为（ ）
解题策略分析：采用十字交叉法如图4很快求出比值，这里的焓变均为正值，答案选B。
四、利用“少定多变”搞定与量有关的离子方程式书写的模型构建 利用“少定多变”能很快抓住配平的起点，节省考试时间的同时也可以增强学生的自信心。具体方法如下：以量少者的计量数定为“1”，再按反应配比的情况随之变换量多离子的计量数，若遇到了有分数情况直接扩大倍数调为整数即可。配平过程模型如图5所示。
五、元素化合物复习模型构建 （一）元素化合物物理性质模型构建 元素化合物物理性质多而杂，即使当堂课记住了，课后也免不了会忘记，如果把元素化合物的物理性质用固有的“线索”串联起来，无论是新知传授还是章节复习，过程会更加有序，结果会更加有效。把元素化合物的物理性质用六个字来概括：“色、态、味、点、度、性”，如图6所示。
利用相对分子质量大小将密度比空气小的罗列在“度”上方（NO除外），表示可以用向上排空气法收集，将密度大的标在“度”下方，表示可以用向下排空气法进行收集该气体，相对分子质量与29相差较大且不溶于水的气体物质可以用两种收集方法。 （二）元素化合物化学性质模型构建 元素价一类二维图是从物质类别与核心元素价态分析物质性质，并借此判定物质的类别通性和氧化（还原）性。以物质的类别为横坐标，以某元素的化合价为纵坐标，在二维平面内绘制含有某元素物质的图像称之为该元素价一类二维图，如图7所示。
六、有关电化学的模型构建 把原电池装置刻意绘制成物理电路图，实践证明借助物理电学常识很容易帮助学生对付原电池中相关理论知识：外电路中电流方向从正极到负极，内电路中电流方向为负极到正极，阳离子也为负极到正极，电子流向为负极到正极，一句话就是“电子岸上走，离子水中游”。利用已有知识建立一种图片关联记忆，这比起一般零散机械的记忆要更牢固，效率更高。如图8所示。
七、等效平衡模型构建 等效平衡为高考化学平衡题考查中的难点，考生容易失分，大多数考生失分原因有三：一是没有真正搞清楚等效平衡的概念内涵，二是不能很好地判定在一定条件下不同的起始物料是否建立等效平衡，三是不清楚为何要这样做，很容易将等效条件的判定数据搞混淆。构建等效平衡模型如图9所示。
等效平衡的核心思路采用虚拟容器法。 虚拟容器法，虚拟合理的平衡途径，用我们所熟悉的可以预知的中间状态作为对比，从而判定平衡结果。要领是恒温恒容则“合并容器”；恒温恒压则“抽离隔板”。 例5：在恒温恒容条件下，向1L密闭容器中充入1mol HI（g），达到平衡后，c（HI）=0.5mol/L，则再向容器充入1mol达到平衡状态时，HI的转化率为（ ） A.10% B.30% C.40% D.50% 解题策略分析：在平衡时补充HI（g），平衡正向移动，虽然HI（g）的消耗量增加，但是提供量也在增加，因此勒夏特列原理无法对移动结果做出预测。另外，平衡状态的到达与过程无关，只与始态、末态有关，因此我们可以认为是初始状态多加了1mol HI，构建模型如图10。
状态I为原平衡状态，状态Ⅱ为新平衡状态，状态Ⅲ（用隔板将2mol HI等量分成上下两个恒定容积1L区域进行反应）为我们虚拟出的可以预知的便于对比的中间平衡状态。此方法叫“合并容器”法。答案选D。
A.不变 B.减小 C.增大 D.无法判断 解题策略分析：设原平衡I（1mol
与3mol
）在补充1mol
与3mol
后经过中间状态Ⅱ到达新平衡状态Ⅲ，如图11所示。设平衡状态I的初始容积为VL，那么我们可以认为平衡状态Ⅲ的其实原料为2mol
+6mol
，同时将原料一分为二分别在状态Ⅱ的上下两个VL容积容器里各自建立平衡。此时上下两个格子均可与原平衡建立完全等同的平衡状态，平衡后抽离隔板则气体容积与物质的量均同时增加到2倍，各组分浓度均不变，平衡不移动。即I与Ⅱ等效，Ⅱ与Ⅲ等效，那么I与Ⅲ等效。答案选A。只是平衡状态Ⅲ中各组分的质量或物质的量均为平衡状态I的2倍。即在恒温恒压条件下，当起始原料按比例投入时，则可以建立起等效平衡状态（表l中类型Ⅲ）。
八、勒夏特列原理的模型构建 勒夏特列原理内容：如果改变影响平衡的条件之一（如温度、压强、浓度等），平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。在学习此原理时，有些学生不能理解“减弱”内涵，可以建立模型如图12所示。
该模型运用说明：（1）平衡移动的方向与外界条件改变的方向相反；（2）平衡移动的结果只是部分减弱外界条件的改变量，不能完全抵消，更不可能逆转；（3）a中新平衡时该物理量比旧平衡的大，b中新平衡时该物理量比旧平衡的小；（4）对于特殊体系
不适用。 例7：恒温（T）恒压（p）条件下：
ΔH＜0（
为起始原料）达到平衡后，继续通入一定量的
，则重新达到平衡后
的体积分数将（ ） A.不变 B.减小 C.增大 D.无法判断 解题策略分析：设原平衡起始态
为nmol，体积为VL，然后在平衡状态时追加
的物质的量为（k-1）nmol，即情境①可以等效地认为
的一次性起始量为knmol，因为恒温恒压（V∝n）即初始体积为kVL。然后让
等量地均分到k（k＞1，中间用可以忽略厚度的隔膜隔开）个VL容器中于恒温恒压条件下达到平衡状态，此时每个容器（小格子）均可与原平衡建立等效平衡状态，然后把容器中所有的隔膜全部撤掉，瞬间气体容积与物质的量均增加到k倍，如图13，答案选A。
值得强调的是这里补充
，实际上是补充了所有的反应物，如果是单一补充了两种以上反应物中的一种原料，则不可以用这种模型来分析！ 九、陌生氧化还原方程式配平模型构建 陌生氧化还原离子方程式的配平一般采用四步：第一步，首先根据元素化合价的升降或提示信息写出氧化还原反应的关键物质；第二步，采用“双线桥”法仅根据得失电子守恒只配平关键物质“还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物”；第三步，根据电荷守恒或反应溶液酸碱环境，用
来抵消多余电荷（溶液的酸碱环境一般不出现跳跃：酸性中性碱性）；第四步，质量守恒（
来平衡H与O）完成配平。 例8：（2015新课标I卷36节选）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。 CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：
写出步骤③中主要反应的离子方程式。 解题策略分析：步骤③后得到沉淀，依次分析步骤⑦⑥⑤④可判定反应生成CuCl沉淀，依次分析⑧⑤④可推知步骤③中还生成一种可溶性硫酸盐，即该氧化还原反应中的四种关键物质全部明朗，配平过程如图14：
上述第三步中，反应物补齐“
”，考虑到步骤③的反应环境为酸性，只能在生成物中用“2
”来平衡正电荷，第四步中用
来平衡H与O原子。 高中化学教学中，建立相应的模型是有效的教学方式，能达到较好的教学效果。模型是对真实系统和内容的抽象和简化，实际上根据相应的总体目标，避开对象系统中的大量非本质因素，关注少部分主要的本质因素，从而比真实系统更为简单。认知科学实验证明，结构化的知识便于学生记忆、概括和理解，有助于解决问题。化学模型这一认知工具恰好把化学问题或知识高度浓缩，使知识或问题以结构或形象表达的形式存在于人脑中。
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