数学思想在高中化学中的运用

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  摘要:在素质教育观下,学生的综合知识能力得到了进一步的强调.高中学生在学习化学的过程中,不仅要对本学科的知识进行综合运用,也需要运用各个学科的知识,形成综合知识体系,而数学思想在高中学生学习化学的过程中有着积极的作用.
   关键词:高中化学;数学思想;方法运用
   一、极限思想的运用
   极限思想是数学学科中重要的一个知识点.而极限思想在高中化学学习中,其实是可以起到很大的作用的,只要学生能够充分的利用,就会对他们的解题产生积极有效的帮助.如,有按如下特点排列的一系列稠环芳香烃(如图),该系列化合物中所含碳的质量分数的最大值为()
  
   (1)(2)
  
   (3)(4)
   A.93.8% B.95.7%
   C.97.3%D.无法确定
   思路解析:首先,把图形转化为化学式C10H8 、C16H10、C22H12…(n)C6n+4H2n+6,此时有c%={(6n+4)×12/[(6n+4)×12+2n+6]}×100%.
   当n→∞时,c%=72n74n×100%=97.3%.所以,答案是(C).由此可见,本来是到很少见的,也较难的题目,但是,运用极限思想,一切问题就迎刃而解了.这就是说,高中化学教师,在教学中,可以有针对,有目的性的对学生进行这方面的指导,让学生的解题思维得到丰富,得到充实,保证学生在解决各种化学问题时,能够有更多的选择渠道.
   二、特值思想的运用
   在数学思想中,“取特值”是解决许多繁杂问题常用的方法,为学生减少运算量,提高做题速度,提高做题的准确性提供了有效的途径.在数学中有良好效果的“特值”思想,也可以在高中化学的学习中发挥出理想的效果.如果,把一硫酸溶液逐滴滴人到BaCl2溶液中,直到完全沉淀为止.已知沉淀的质量与原硫酸溶液的质量相等,则硫酸溶液的质量分数是多少?
   思路分析:本题已知条件的给出方式是“沉淀的质量与原硫酸溶液的质量相等”,为计算方便,现设生成的沉淀为1 mol,即233 g.其中参与反应的硫酸也为1 mol,而硫酸溶液的质量为233 g,所以硫酸溶液的质量分数(为42.06%)也就显而易见了.在取特值思想的指引下,学生会发现在许多类似的题型中,解题变得轻而易举,而不用按照常规思维进行按步照班的运算,可以大大的减少学生的运算量,可以提高解题速度,可以减轻学生的心理压力.
   三、数形结合思想的运用
   化学虽然不像数学一样,与图形有着密切的关系,但是在很多时候数学的数形结合思想在化学中,也是很有用的.特别是在混合物反应这些类型的题目中,数形结合思想的运用就更为有效了.跟前面两种数学思想的运用一样,数形结合也是对数学思想的一个运用和发挥,是将化学与数学进行学科知识结合的典范.例如,“已知氨和氯气发生如下反应:2NH3+3Cl2=6HCl+N2,NH3+HCl=NH4Cl
   该反应按上述两反应顺序进行.在常温、常压下,如果Cl2和NH3 a L,其中Cl2的体积百分含量为x.混合反应后,在相同条件下测得总体积为y L.试讨论x的取值范围不同时,反应后气体的总体积y.
   思路分析:根据原有反应原理有:
   8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2
  
  (1)
   2NH3+3Cl2=6HCl+N2
  
  (2)
   当x≤311时,建立一次函数y=-310ax+a
  
  
  图1 结合图1很显然,在这样的图形下,答案就浮出水面了.而数形结合的思想也运用到了极致,使得本题目的解答很有创新性,也很有思维逻辑性.而这正是数学思想在高中化学中运用的最终目标.
  参考文献:
  [1] 应向东.“科学探究”教学的哲学思考[J].课程·教材·教法,2006,5.
  [2] 李红芳.具有探究价值的化学问题的设计研究[D].山东:山东师范大学;2007.
  
  
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