化学问题解决中思维的联想与升华_联想论文

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联想是由一个对象想到另一个相关对象的思维方法。事物间的相互联系是联想的客观基础。这种联系通过不同的形式反映到人的大脑中，形成了多种类型的联想机制。人们借助联想出的事物，可以进一步展开各种非逻辑的（想象、直觉等）和逻辑的（分析、综合、归纳、演绎等）思维活动。由此可知，联想是一种非常活跃的思维方法，在化学学习中也相当普遍，显得十分重要。

一、通过联想思维想象分子组成

想象是人脑对表象（客观事物反映在大脑中的形象）进行加工改造而建立新形象的过程。爱因斯坦指出：“想象力比知识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。”

例1 白磷分子中P-P键易断开，若一个白磷分子中每个P-P键均断开并插入一个氧原子，则一共可结合_______个氧原子，这样就得到了磷的一种氧化物，其分子式为_______。由C、H、N三种元素组成的某化合物，其分子内有4个氮原子，且4个氮原子排列成内空的正四面体（同白磷），每个氮原子间都有一个碳原子，且分子内无C-C和C=C，则该化合物的分子式为_______。

解析：由于白磷分子结构为正四面体型，通过想象就可以画出它的几何形状，四个顶点均为P原子，然后在P-P键之间插入一个氧原子，由于有6个P-P键，故氧原子的个数为6，整个分子的分子式为P[，4]O[，6]。

由C、H、N三种元素组成的某化合物分子内有4个氮原子，氮原子间的排列如白磷，因此，可以先画出N原子的空间结构，再在N-N键间插入一个C原子。由于分子内无C-C和C=C，而N必须满足三键，C必须满足四键，所以H原子的作用就是补足N、C两元素的键数，这样该化合物的分子式就可确定为C[，6]H[，12]N[，4]。

二、通过联想思维直觉分子结构

直觉是一种直接的，不经严密的逻辑推理的思维。它可以跨越复杂的推理过程，直接得出最终的结论。直觉思维具有跳跃性和直接性，只有注意积累丰富的知识，才有助于形成敏锐的直觉。

例2 已知甲醛（HCHO）分子中的4个原子是共平面的。下列分子中所在原子不可能同时存在于同一个平面上的是（）。

解析：已知甲醛的4个原子是共平面的，提示了羰基的碳原子所连接的3个原子（或原子团）也是共平面的。因此，苯环（本身是共平面的1个环）有可能代替甲醛的1个H，OH也有可能代替甲醛的1个H，（B）、（C）都可能同在一个平面上。乙烯的6个原子是共平面的，苯环代替了1个H，可以共平面。苯乙酮由于CH[，3]中的C位于四面体的中心，3个H和羰基的C位于四面体的顶点，不可能共平面，应选（D）项。

三、通过联想思维分析反应原理

分析是把事物的整体分解成各个部分来进行研究的一种思维活动。这种思维活动启发我们把复杂的整体“拆散”成简单的部分，将难点分散，展开深入细致地研究，从而达到各个击破、解决复杂整体的目的。

例3 银器日久表面逐渐变成黑色，这是由于生成硫化银。有人设计用原电池原理加以除去，其处理方法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑色会褪色而银不会损失。试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应为________；正极发生的反应为________；反应过程中有臭鸡蛋气味的气体产生，则原电池的总反应方程式为_________。

解析：由于题目指出该实验采用的是原电池实验，因此，联想教科书里出现过铜锌原电池的相关反应（已知其电解质溶液为稀硫酸），负极反应为Zn-2e[-]=Zn[2+]，由Zn（负极材料）元素的化合价升高可以推出：发生元素化合价升高的反应在原电池的负极。同理，由正极反应：2H[+]+2e[-]=H[，2][↑]可推出发生元素化合价降低的反应在原电池的正极。题目要求将硫化银还原为银，即银元素化合价由+1价降低到零价，故硫化银应在正极参加反应，那么铝制容器中的铝就只能作为原电池的负极了。因此，其负极反应为：

四、通过联想思维综合物质性质

综合是把事物的各个部分结合起来进行研究的一种思维活动，与分析相辅相成，是同一思维过程中不可分割的两个方面。综合并不是分析的简单加合，而是在分析的基础上去粗取精，去伪存真，是认识事物整体性质的重要思维方法。

例4 氢叠氮酸（HN[，3]）与醋酸酸性相近，其盐稳定，但撞击发生爆炸，生成氮气。有关氢叠氮酸的叙述有：①NaN[，3]的水溶液呈碱性；②HN[，3]的固体属于分子晶体；③NaN[，3]的固体属于离子晶体；④NaN[，3]可用于小汽车防撞保护气囊。其中正确的是（）。

A.①②③B.②③④

C.①③④D.全对

解析：本题属功能性的信息迁移题，这类题型要求学生将所接受的信息与已有的知识高度联想、融合，形成新的知识网络，并进一步从这种新形成的网络中提取有关的知识块，迁移到题设的情境中去，回答提出的问题。

根据题示信息，HN[，3]与醋酸酸性相近，可判断①、②正确。醋酸钠的固体为离子晶体，故NaN[，3]也属离子晶体。由“撞击发生爆炸生成氮气”知④正确。答案为D。

五、通过联想思维归纳化学规律

从已知的个别出发，导出未知的一般结论的推理，叫做归纳。由于归纳能从特殊中发现一般，从偶然中预见必然，因此，它在科学研究中发挥了巨大的创造作用。

例5 实验测得某温度下，HX、HY、HZ三种一元弱酸在某些浓度下的电离度（a）见表：

由这些数据可以得出的结论是________。

解析：先观察HX的浓度和电离度的数据，0.1mol·L[-1]的HX的电离度大于0.5mol·L[-1]的HX的电离度，0.5mol·L[-1]的HX的电离度大于0.9mol·L[-1]的HX的电离度。由这两组数据可归纳出在相同温度下，同一弱酸的电离度随HX的浓度的增大而减小的结论。由此结论可以推出：当HX的浓度为1mol·L[-1]时，其电离度必小于0.1％，再结合观察HY和HZ在1mol·L[-1]时的电离度数据，可得出另一结论，即：三种一元弱酸的酸性按HX、HY、HZ的次序依次增强。

六、通过联想思维演绎实验设计

从一般结论出发，导出未知的个别的推理叫做演绎。演绎在科学研究中发挥了重要作用，帮助科学家建立和发展理论，指导发明创造。归纳和演绎相互联系，互为前提：即：特殊一般。