基于平衡图像认知模型解决平衡图像多元变化问题.doc

基于平衡图像认知模型解决平衡图像多元变化问题.doc基于平衡图像认知模型解决平衡图像多元变化问题摘要:化学平衡图像千变万化,以最基拙的V-1图像入手,初步构建出图像认知模型,再衍生到常见的c(n)-1图、©(a)-T(P)-t图、©(a)-P-T图等。通过这些图像的衍生变形,充分把握图像的“五点”(起点、拐点、终点、交点、突变点)和曲线斜率的化学含义,结合化学平衡移动的理论,找出解题的突破口,成功完成解题。关键词:化学平衡图像;数形结合;认知模型文章编号:1008-0546(2018)10-0048-04中图分类号::B《化学反应原理》作为高考必考内容,在高中化学教学中占据极其重要的地位。近几年,高考题中所设计的化学平衡图像题目千变万化,其中巧妙灵活的设计和新颖奇特的图像题常常让考生感到无从下手,从而产生挫败感,最后导致失分。因此,如何把数学的图像和化学的平衡理论结合在一起,突破数形结合下的化学平衡移动原理图像解析,是一个值得高中化学老师深入思考和探索的问题。为了解决这个问题,我们以基础的v-t化学平衡图像为基点,对化学平衡图像进行深入的剖析,通过多角度的衍生并且变化出更多的新图像,推理总结出解题思路与结论,最后构建出平衡图像的认知模型。认知模型的构建,能够帮助学生在千变万化的平衡图像面前,提取重要的有效信息,无论图像如何衍生变化,都能让学生顺利找出突破口,轻松解题,应对自如。认知心理学中的原型范畴理论认为人在认识事物的过程中首先是通过原型认识实物,然后在掌握原型特征的基础上将与原型具有差异性的新事物进行归类认识,进而达到认识新事物的目的川。根据原型范畴理论进行认知模型的构建则是一种遵循人类思维方法的科学性的教学操作。所谓构建平衡图像的认知模型,就是从无数衍生变化的平衡图像中提取与基本图像相同的本质特征,并进行归纳整合,构建相应的认知模型。归纳分类得越细致,该认知模型的应用性就越大。化学平衡图像认知模型的构建,在于让学生理解基础的原型特征,从而举一反三,帮助学生在学****各种不同变化的平衡图像题时,做到以不变应万变,最终在考试中处变不惊,顺利解题。一、捕捉化学平衡图像题中出现的最基础的有效信息(如图1):t、T、P等(即时间,温度,压强等)。纵坐标通常是:v、c、n、a、e等(即速率,物质的量浓度,物质的量,转化率,体积分数等)。,即随着横坐标自变量的增大,纵坐标因变量是变大,变小,还是不变。当纵坐标所表示的物理量,如:速率,物质的量浓度,物质的量,转化率,体积分数等不随横坐标的变化而变化时,图像中出现一条直线,那么该反应就到达了化学平衡状态。斜率,是化学平衡图像曲线中,一个重要的参数。斜率的应用,通常是对两条不同曲线的斜率进行比较,或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应是改变了哪些外界条件[2]。3•观察化学平衡图像中的“重点”所谓的“重点”,指的就是化学平衡图像中的起点、拐点、终点、交点、突变点等,这些点往往隐藏着许多重要的信息,借助这些"重点”中的有效信息,能够快速地找到解题的思路,突破图像题的难点。,指的是纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。要解决这个问题,我们经常要借助化学平衡移动理论。二、由V-t图(速率-时间图)初步构建出平衡图像认知模型速率-时间图,是教科书中出现的最基础的图像,通过最简单速率-时间图像的衍生,可以变形出当外界条件改变时的多种速率-时间图。对这一类型的速率-时间图进行观察,我们可以总结出相对应的规律。当其他条件不变,改变单一变量(如浓度、压强、温度或催化剂等),速率-时间图像变化会存在以下规律:,则必为改变浓度。,则必为改变温度或者压强。3•若正反应速率曲线和逆反应速率曲线仍为一条水平线,则可能是使用了催化剂或改变压强。注意,这里的改变压强,只适用于反应前后气体分子数目不变的反应。4•上方速率曲线决定化学平衡移动方向。即正(逆)反应速率曲线在上,平衡向正(逆)反应方向移动。掌握了这些规律,我们就可以利用它进行快速解题。:2S02+022S03AH<0:其反应速率随时间的变化如图2,请分析tl、t2、t3刻改变的外界条件分别是什么?并说明理由。解题时,先观察图像的横纵坐标所表示的含义,然后再观察纵坐标表示的物理量速率随时间的变化。tl时刻,正逆反应速率曲线均突增且不相等,说明改变的外界条件只能是升高温度或者增大压强,再结合正反应速率曲线在上,说明平衡向正反应方向移动。综合分析,我们不难得出tl时刻改变的外界条件为增大压强。t2时刻,正逆反应速率曲线之一逆反应速率曲线