这几年在我接触高三学生的过程中,被问过最多的问题:
化学知识点杂乱,如何记?方程式咋记?规律怎么找?
你们关于化学大部分时候的痛苦,来自于在散乱的知识点前踌躇,看着知识点背后庞大的时间成本,丧失了行动力。
但你们也预感到化学一定有更高效的记忆模式,冰山一角下一定有一些规律等着你们挖掘。
于是你们来求助。
这篇文章希望能够激发你关于化学记忆新的思考。
首先你需要弄明白的第一件事情——什么是高效记忆。
我们今天不需要去聊大脑皮层,神经递质。
学术太抽象不能激发你们共鸣感。
我们粗俗一点,什么高效记忆,不就是记得爽的时候嘛,一目十行、迁移发散、举一反三,让你觉得无比舒服,感慨直言寒夜读书忘却眠,锦衾香烬炉无烟的时候,你大概进入高效记忆了。
你什么时候觉得记一个东西特别爽?
当你背单词时发现一个词缀串联起十几个词汇,成体系的将他们通通记忆。
当你发现几个复杂物理公式的本质其实背后是你接触最多的那个物理学基本公式,复杂公式被串联在一起
你会发现达到高效记忆的过程有一个相似的路径——先深度思考发现本质再广度扩展。
还记得你第一次看金属部分知识点时的恐慌吗
Na和氧气在常温时反应:4Na+O2=2Na2O
Na在点燃时:2Na+O2=△=Na2O2
Na和水剧烈反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
Mg和沸水反应:Mg+2H2O=加热=Mg(OH)2+H2↑
Al和氢氧化钠反应:2Al+2H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2↑
……
你大脑的第一反应:怎么这么多方程式?是不是每个都要记?要记的话怎么记?记系数?编口诀?14122 38324?
而高效记忆的第一步:
我们需要进行思考这些方程式的本质。
你发现Na和水在常温下就可以剧烈反应,为什么到了mg就只能和沸水反应了呢,到了al甚至和热水都不反应,只有在强碱性条件下才能反应。
首先我们要弄清楚金属和水反应生成氢气的反应,其实是一个氧还反应,而氧还反应的剧烈程度是和氧化剂还原剂强弱挂钩的。
所以之所以钠镁铝往后和水反应剧烈程度降低的原因是钠镁铝还原性不断减弱。
似乎有点苗头了,金属和其他物质氧还反应剧烈的程度,和金属的活泼性成正比。
所以我们进行第一次扩展:扩展到所有金属和水的反应
你发现随着金属的活泼性不断减弱(还原性不断降低),与水从常温下能置换变成了加热才能置换,再到压根不反应。
所以金属和水的反应你压根不需要一个个记,按照活泼性的主线记忆就好。
当然金属可不只是和水反应。还有和酸中的氢离子反应呢,这个规律依旧可以进一步扩展。
由于金属还原性的递变,铅前金属可以和酸中的氢离子发生氧还,铅后金属还原性太弱,压根无法置换出酸中的氢离子
当然还可以扩展到和氧气的反应:
老师金属这个部分除了金属之外还有金属的相关化合物呢?他们发生的氧化还原方程式怎么记?
金属相关化合物发生的氧还反应,只要本质上是金属阳离子参与的反应我们依旧可以放进这个体系。
首先大家需要明白金属的还原性越强,其对应的金属阳离子氧化性越弱。
所以将金属活动顺序表倒过来就是金属离子的氧化性由强到弱的排序。
所以你发现
书本上在氧化铁和氧化铜的部分才介绍了他们和氢气、碳单质这些还原剂发生反应
Fe2O3+3H2=加热=2Fe+3H2O
H₂+CuO=加热=Cu+H₂O
但是到Na2O Al2O3 CaO却压根不和氢气反应,本质上是因为三价铁离子,和二价铜的氧化性更强,而排在最后的钠镁铝离子本身氧化性不强,倘若反应生成的金属单质还原性又过强,自然反应无法发生。
当然这个问题还可以进一步往下深入:
如果你不满足于只是利用口诀记忆金属的还原性排序,你还会想到非金属元素部分也可以这样串联吗?
那么我们就需要把金属非金属的氧化性还原性进行进一步的深入思考。
金属非金属还原性不同的本质是啥?
单质氧化性还原性的本质是来自于元素的金属性和非金属性。
元素的金属性越强,其对应的单质的还原性越强。非金属性越强,其对应的单质氧化性越强。
所以之所以钠的还原性比铝强是因为,钠在铝的左边,同周期从左到右金属性逐渐减弱。
所以对于非金属元素,我们依旧可以制作出一张非金属单质的氧化性排序表。
我们依旧可以用这张表去串联所有非金属单质和非金属化合物的知识点。
当然这个思维有些绝对的可迁移性,不仅适用于金属非金属知识点。
它依旧适用于其他部分。
譬如在实验部分
当我们讲到检验气密性的时候有很多的方法,加热法、液差法、吹抽气法……
第一步:发现本质。
只要你善于观察就会发现所谓检验气密性本质上都是——通过变化压强让装置气体压缩or扩大的趋势。
其通式:构成封闭体系——改变压强——观察现象
譬如你熟悉的加热法。
直接上图
你做的第一件事是把导管的一端插到水里,为啥?因为这样才能构成封闭体系,否则不封闭气体都溢出装置了。
然后用手或热毛巾加热试管的外壁,本质上是通过升高温度增大压强(PV=nRT)
如果水中的导管口处有气泡冒出,使热源离开,温度减小,压强减小。接着观察现象:若水在导管里形成了一段水柱并且保持一段时间,说明没有气体溢出。
你发现液差法依旧符合本质:
方法流程:
通过漏斗加入一定量的水,使漏斗的下端管口浸没在液面以下,夹紧弹簧夹(构成封闭体系)再加入少量的水(液面增高,增大压强)停止加水后,若漏斗中与试管中产生液面差,且水柱高度保持不变(观察现象)说明该装置气密性良好
进一步扩展,抽气法也符合本质
抽气:
关闭分液漏斗活塞(构成封闭体系)轻轻向外拉动注射器的活塞(增大体积,减小压强),然后松手,若活塞可以恢复原位(观察现象),则说明气密性良好。
阅读到这里,你可以发现这个思维的关键点,其实在于你如何发现知识点背后的本质
发现本质之后一切扩展发散都变得顺其自然。
那么如何确切的找到化学某一个知识点的本质?
你需要了解的是化学的知识点组成,其实是有极强关联性的
一个知识点的本质往往能在另外一个知识点找到。
或者换一种说法,一个知识点往往决定另外一个知识点。
譬如刚才讲到的决定单质氧化性还原性的递变本质事实上是对应元素的金属性和非金属性递变。
而这块的大类别事实上对应的是物质的宏观性质和物质的微观性质。
化学中的宏观性质(宏观表现出来的性质)譬如氧化性、还原性、酸性、碱性事实上,是被微观性质原子结构,分子结构,成键类型不同决定的。
又或是仅仅是我们通过看到摸到感受到的宏观性质,颜色、形状、硬度……是由于分子原子内部的不同排布造成的。
所以宏观性质的本质要从微观性质里面找。
同样类比下来的宏观反应(氧还反应、水解、复分解)的本质其实是微观反应原理,也就是选修四的部分。
为什么宏观上有些反应是放热的有些反应是放热的?
是因为我们反应原理中学到了反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,所以反应放热。
为什么在氧化还原反应中加热会使得氧化性更强?是因为加热使得活化分子运动更加剧烈。
所以宏观反应的本质要从微观反应原理中找。
再往后的化学工业流程实验部分的本质是什么?
是离子反应。
通入一个试剂的目的?形成什么沉淀?产生的气体是啥?
本质上都是在聊离子反应。
所以当你清晰了高中化学的整体知识点组成的环环相扣,找本质也很轻松。
END.
本期作者
贺新宇
我是树成林化学授课老师新宇关于高考化学,越来越重视迁移发散的能力无论是知识点的迁移发散——你需要发现杂乱的知识点的内在本质,发散串联知识点。还是题型的迁移能力——这道题还能怎么出?这个出题模版和其他题目有什么类似的地方?……而化学全程课在课程规划中会以“找本质——迁移发散”的课程主线一步步深入,串联起整个高中化学体系呈现出每一个部分出题人的出题逻辑,站在宏观的角度教大家这道题为啥这么出、还能怎么出、高考考题的特点是什么、以及快速做题的思路。课程中也会更侧重细节的讲解深度,兼顾基础好和基础差的同学,从知识点搭起到题目的桥梁课程只做三件事,提分,提分,还是提分欢迎大家报名课程
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撰文 | 贺新宇
排版 | Carmen
图片来源 : 网络
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