高三复习备考中“有序思想”的应用与培养

2023.07.27

谭琼念

知识、能力和思想是学科教学的三大要素，学科思想更是学科教学的精髓和灵魂，它在很大程度上决定了学生知识储存和能力发挥的状况.因此，引导学生认识人们在学习和研究化学问题时所运用的一些思维方式和方法，并在教学中注重对学生进行化学思想的培养，对学生学好化学、乃至于今后的学习和研究都具有十分重要的意义.在众多化学思想化学思维能力中，有序思想是很重要的一种，如化学实验设计和实验操作中是需要严格规范思维顺序的，而化学计算要想做到快而精确，思维顺序也是非常重要的.

一、有序思想的定义

所谓有序思想，是指思考和解决问题时按照一定的逻辑思维顺序或优化程序，包括特定的顺序、线索、条理、步骤和规律来展开的一种思维方法.它在化学学习中非常常见，如物质结构决定性质而性质决定用途的思想、由特殊到一般再到特殊的思想、提出假设→实验探索→分析现象得出结论的思想，对称思想等，我们用这些思想作为思考的框架顺序，这就是化学学习研究中的有序思想.

二、有序思想在化学学习中的常见应用

1.运用有序思想来存贮、建构化学知识.

化学学科基础知识相对松散，一些物质结构和性质类似，容易混淆.所以在指导学生复习知识的时候，运用有序思想将化学知识有序存储，建构知识网络显得十分重要.例如，我们在复习非元素化合物知识时，可以把每一种元素的单质及化合物作为知识点，以物质分类（气态氢化物→单质→氧化物→氧化物对应水化物→相应含氧酸盐）为序列，或是以结构→性质→存在、制法、用途为序列，或以元素族（同族元素的相似性和递变性）为序列，就可得每一族元素的立体知识结构，从而有效存贮相关知识.

2.运用有序思想来解决常见化学问题.

（1）运用有序思想解决化学中的竞争反应.

①氧化还原反应中的竞争反应（氧化还原反应、电极反应）

例1分别向含SO2-?3、Fe2+、Br-、I-各0.1mol的溶液中，通入标准状况下的Cl?2，通入Cl?2的体积和溶液中相关离子的物质的量关系图正确的是（）.

本题答案选C.这是一道综合性很强的题目，它考查氧化还原反应的竞争反应、电子转移的计算、数形结合的理解能力.解题首先要具备的思想方法就是有序思想，因为这几种常见阴离子的还原性由强到弱依次是SO2-?3、I-、Fe2+、Br-，所以反应的顺序依次为SO2-?3、I-、Fe2+、Br-.因此，熟记氧化剂、还原剂强弱顺序，理解反应是“以强制弱”的特点，利用这种有序思想，就能很好地理解氧化还原中的竞争反应.

②复分解反应的竞争反应

例2将CO?2气体缓缓地通入含KOH、Ba（OH）?2和KAlO?2的混合溶液中直至过量，生成沉淀的物质的量与所通CO?2的体积关系如图所示.下列关于整个反应进程中的各种描述不正确的是（）.

A.O～A段反应的化学方程式是Ba（OH）?2+CO?2=BaCO?3↓+H?2O

B.B～C段反应的离子方程式是2AlO?2-+3H?2O+CO?2=2Al（OH）?3↓+CO2-?3

C.A～B段与C～D段所发生的反应相同

D.D～E段沉淀的减少是由于碳酸钡固体的消失所致

本题答案选C.这是对气体CO?2与含KOH、Ba（OH）?2和KAlO?2的混合物的反应的先后问题的知识考查.在各个阶段发生的反应是：

O～A段：Ba（OH）?2+CO?2=BaCO?3↓+H?2O;

A～B段：2KOH+CO?2=K?2CO?3+H?2O;

B～C段：2AlO-?2+3H?2O+CO?2=2Al（OH）?3↓+CO2-?3;

C～D段：K?2CO?3+H?2O+CO?2=2KHCO?3;

D～E段：BaCO?3+H?2O+CO?2=Ba（HCO?3）?2.

要解决像这一类复分解中的竞争反应，就要引导学生懂得，在溶液中发生复分解反应，总是尽可能减少溶液中的离子浓度，如生成沉淀，生成更稳定的物质，酸碱中和成水等，这就很容易理解O～A段与A～B段、B～C段的反应顺序，而C～D段与D～E段，都是正盐转化成酸式盐的过程，K?2CO?3优先，是因为有效碰撞的几率更高.

解决复分解反应中的竞争反应，通常还要记住物质的酸碱性强弱，如酸性强弱的比较HClO?4>H?2SO?4>H?3PO?4>H?2CO?3>H?2SiO?4.再如当学生知道碳酸的第一步电离常数大于次氯酸，次氯酸的电离常数大于碳酸的第二步电离常数，那么当碳酸与次氯酸钠反应时，无论碳酸是否过量，结果都只能生成碳酸氫钠.这些就是运用有序思维来解决竞争反应.

③沉淀反应的优先反应

例3（2013年全国卷11）已知K?sp（AgCl）=1.56×10-10，K?sp（AgBr）=7.7×10-13，K?sp（Ag?2CrO?4）=9.0×10-12.某溶液中含有Cl-、Br-和CrO?42-浓度均为0.010mol·L-1，向该溶液中逐滴加入0.010mol·L-1的AgNO?3溶液时，三种阴离子产生沉淀的先后顺序为（）.

A.Cl-、Br-、CrO2-?4

B.CrO2-?4、Br-、Cl-

C.Br-、Cl-、CrO2-?4

D.Br-、CrO2-?4、Cl-

本题选C.由三种难溶物的溶度积，计算比较出相同浓度Cl-、Br-和CrO2-?4沉淀时的c（Ag+），c（Ag+）越小，则越先生成沉淀，这就是运用了有序思想的方法.某一溶液中同时存在几种能与所加沉淀剂形成沉淀的离子，则溶解度小的优先沉淀.所以，向KCl、NaBr、KI混合液中逐渐加入AgNO?3溶液时，先析出AgI、其次为AgBr，最后为AgCl.同样的原理还应用于候氏制碱法，它的原理也是体现溶解度小的先沉淀或先结晶的规律.

（2）运用“有序思想”书写同分异构体.

学生书写同分异构体时常犯的错误有遗漏和重复，其原因是思维混乱，没有选准角度按一定逻辑顺序逐一书写.同分异构体的书写与种类判断，尤其是基于含苯环物质的同分异构书的书写考查，是近几年能力考查的重要落点.因此，复习时更应引导学生学会用有序思想，按“物质类别异构→碳链异构→官能团位置异构”的顺序思考、书写，在“碳链异构”中则按“主链先长后短→取代基先整后散→取代基位置由中间到两边”思维顺序，善用等效氢的思想来分析.

例4（2014年全国Ⅰ卷）（4）F（C?8H?11N）的同分异构体中含有苯环的还有种（不考虑立体异构）.

要迅速求出这19种同分异构体，运用有序思想是快而准的关键.

将氨基作取代基，有以下情况：乙苯分子结构上有5种等效氢，若连接一个氨基，應为5种异构体;邻二甲苯分子结构上有3种等效氢，若连接一个氨基，应为3种异构体;间二甲苯分子结构上有4种等效氢，若连接一个氨基，应为4种异构体;对二甲苯分子结构上有2种等效氢，若连接一个氨基，应为2种异构体.以上共计应为14种异构体.将N原子插入苯环侧链中，有以下情况：N原子若在乙基和苯环之间为一种异构体，在乙基的两个碳原子之间为一种异构体.邻间对三种二甲苯，N原子若在甲基和苯环之间各为一种异构体，这种可能共计5种异构体.N的两种连接方式合计，共计19种异构体.

三、有序思想的培养方法

有序思想是一种良好的思维品质与思维方式，它既可用于有序地存储化学知识，又可以用于解决化学问题，高三学生养成有序思维习惯后，所掌握的知识将更系统条理，其分析和推理能力会增强，思维品质会得到提高.培养学生的有序思维，可从以下几方面着手.

1.教师授课示范化.

教师在培养学生有序思想时，首先要先认识到自然科学的有序性，并在日常教学中要做到“备课时，备有序思想;讲课时，教有序思想;反思时，思有序思想”.这样教师课堂教学中，坚持知识与思维的一体性，就可让学生学有可循.

2.布置作业多样化.

在化学能力结构中，思维能力是其灵魂.化学教学要强化思维的训练，除了在课堂教学中坚持知识与思维的一体性训练，还必须通过“作业”来引导学生开展有学科特色的、以课本知识为工具的思维活动，使作业成为训练思维的体操.

不要以为高三的作业只是做题，它还可以布置这样的作业：

①阅读作业——新教材结合教学内容，提供了较多的“科学史话”和“科学视野”等阅读材料，有利于开阔学生的知识面和培养学生的自学能力.教师可充分利用这些教学资源，让学生重新阅读，整合信息，相互交流，可让学生学着去发现“有序”.

②口头表达作业——复述化学用语等识记内容（常见元素符号、原子团符号、化合价等），又如金属活动性顺序表，元素周期律的记忆等.这样学生就学会总结规律，学会有序巧记，可让学生主动去总结“有序”.

③书面作业——思维导图的绘制，简答题的书写或绘制实验仪器装置图等.这样的训练，可让学生主动去应用“有序”.