周纪贤
浙江省绍兴市诸暨市诸暨中学暨阳分校
摘要：化学选考是对化学核心素养的一次考核，更是高中化学教学的指挥棒。近几年浙江省的化学选考试卷总体保持稳中有变，稳定是主流，变化是趋势。选考的热门考点是化学教学重点，有很多也是学生理解上的难点，如果我们能够构建一些合适的模型就能使复杂问题简单化、抽象问题形象化、模糊概念清晰化；从而大大提高学习的效率。
关键词：模型构建 化繁为简 化抽象为形象
定量的离子方程式书写、微粒浓度大小比较时的电离与水解相对强弱、平衡题中的转化率与选择性都是学生比较头疼的问题，有不少同学是屡做屡错，我们如果能够找到合适的、学生们熟悉的模型就能够很好的帮助他们理解，进一步突破这些难点。我尝试着用几个小学数学模型去帮助解决这几个问题，总体效果还不错。
一、利用鸡兔同笼模型解决部分与量有关的离子方程式书写问题。
与量有关的离子方程式常见的有复分解反应类型和氧化还原反应类型，复分解反应类型中最典型的是CO2与NaOH的反应。CO2与NaOH的反应可以分为三种情况：1)NaOH完全过量即n(NaOH)/n(CO2)≥2时，2OH-+ CO2= CO32-+H2O；2) CO2完全过量即n(NaOH)/n(CO2)≤1时，OH-+ CO2=HCO3-；3)NaOH部分过量即1＜n(NaOH)/n(CO2) ＜2，此时既有CO32-又有HCO3-，它们的系数与n(NaOH)/n(CO2)有关，这时候不少学生就容易出错了，尤其是带字母的运算。如2016年4月学选考第24题D选项：向amolNaOH的溶液中通入b mol CO2，当a/2＜b＜a时，溶液中HCO3-与CO32-的物质的量之比为(a-b):(2b-a)不少同学算了很久也不一定能答对。我们可以用鸡兔同笼模型来解决这类定量离子方程式书写问题。
小学时我们曾碰到过这样一个应用题：一个农夫把鸡和兔关在同一个笼子里，数头有18个，数腿有44条，请问笼里鸡和兔各有几只？很多同学都会说这个简单：设鸡有x只，则兔为18-x只，列方程 2x+4(18-x)=44;或者设鸡有x只，兔有y只，列方程组x+y=18,2x+4y=44，然后解方程组，这是常规的思路。
我们可以换个思路：先把鸡和兔都看成鸡，然后拿出一只鸡，换成一只兔，试想会有什么变化？很明显头的数目没变，腿增加两条，再拿只鸡换成兔，腿又增加两条， 18只鸡有36条腿，现有44条，说明有4只换成了兔。这样很容易就能得出答案了。那这个跟CO2与NaOH的反应又有什么关系呢？
我们以“将0.7mol CO2通入到含1molNaOH的溶液中，写出离子方程式”为例来应用一下。常规解法：设未知数x、y，先解出Na2CO3和NaHCO3各有多少摩尔，然后计算比值，再书写离子方程式，这样耗时又费力。根据题目我们可以直接得出CO2和NaOH的最简比为7:10，写好7CO2+10OH- - HCO3-+ CO32-+H2O，我们假设7个CO2全部生成HCO3-，则方程式等号后面负电荷总数为7，方程式等号前面负电荷总数为10，拿出一个HCO3-换成CO32-，负电荷数增加一个，由7变成10，需增加3个，所以CO32-系数为3，HCO3-系数为4，水的系数和CO32-相同。变式1：将amol CO2通入到含bmolNaOH的溶液中，已知5a=4b，请写出离子方程式，我们可以令a=4，b=5，然后根据同样的方法书写。变式2：将amol CO2通入到含bmolNaOH的溶液中，已知1＜b/a＜2，写出用a、b表示各物质系数的离子方程式，我们先写好aCO2+bOH--HCO3-+ CO32-+H2O，设全部为HCO3-，负电荷总数为a，要变为负电荷总数为b，需要增加b-a个负电荷，所以CO32-的系数为（b-a），根据C守恒，HCO3-的系数为a-(b-a)=2a-b，水的系数和CO32-相同。
鸡兔同笼除了能解决CO2、SO2等二元弱酸酸酐和NaOH反应的问题，也能解决H2S、乙二酸、邻苯二甲酸等二元弱酸和NaOH反应的问题。
二、利用互赠本子模型解决电离和水解相对强弱比较问题。
溶液中微粒浓度大小比较是高中化学教学的重点和难点，更是学、选考的热点，但很多同学对电离和水解的相对强弱掌握得并不理想，所以觉得特别难。常见的微粒浓度大小关系有等式关系和不等式关系两种，通常等式关系我们可以用守恒去解决，不等式关系通常用电离和水解相对强弱去解决。这类题目最典型的题型有两种：题型Ⅰ:溶液的pH随加入酸(碱)体积变化关系曲线。如2018年10月五校联考23题：常温下，用0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.1000mol/LCH3COOH和HCN溶液，所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是：
A.点①时c(HCN)﹥c(Na+)﹥c(CN-)﹥c(OH-)
B.点②时：c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-2 c(OH-)
C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+ c(Na+)的值③点等于④点
D.恰好完全中和时，将两种溶液混合后：c(HCN)+c(CH3COOH) ﹥c(OH-)- c(H+)
题型Ⅱ：溶液中微粒百分含量与pH变化关系曲线。如2017年10月学选考23题：25℃时，在“H2A-HA--A2-”的水溶液体系中H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数(ɑ)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是：
A.在含H2A、HA-和A2-的溶液中，加入少量NaOH固体，ɑ(HA-)一定增大
B．将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水，所得溶液中ɑ(HA-)=ɑ(A2-)
C.NaHA溶液中，HA-的水解能力小于HA-的电离能力
D.在含H2A、HA-和A2-的溶液中，若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+)，则ɑ(H2A)和ɑ(HA-)一定相等
不管是题型Ⅰ还是题型Ⅱ都会涉及一些特殊点的电离和水解的相对强弱，电离和水解相对强弱比较抽象，常见题型有：1)相同物质的量的两种物质，经转化后微粒浓度大小比较，如题型Ⅰ中A选项。2）溶液中两种微粒浓度相同，比较原来两种物质的量浓度大小，如题型Ⅱ的B选项。尤其是第二个问题学生理解起来有难度，我们可以利用相互赠送本子的模型来将抽象的问题形象化。
互赠本子模型I：小明和小刚具有相同数目的练习本，小明给了小刚5本练习本，小刚给了小明3本练习本，谁剩下的本子多？明显小明给出多，得到少，剩下就少。那么题型Ⅰ中点①HCN和NaCN物质的量1:1，电离HCNCN-+H+；水解CN-+H2OHCN+OH-，电离时HCN转化CN-和H+，水解时CN-转化为HCN和OH-，点①呈碱性，说明水解大于电离即CN-给出多，得到少，剩下就少，相反HCN比原来多了，Na+没有变化，所以c(HCN)﹥c(Na+)﹥c(CN-)；题Ⅰ点②c(CH3COOH)= c(CH3COONa)，但溶液呈酸性即CH3COOH给出多，得到少，所以剩下就少，反之CH3COO-比原来多，Na+居两者之间。
互赠本子模型II：小明给了小刚5本练习本，小刚给了小明3本练习本，此时两人练习本数目刚好相等，原来谁的练习本比较多？很明显最终数目相等时，给出多、得到少的那个原来数目多。题Ⅱ中点③呈酸性，说明HA-的电离大于A2-的水解，HA-给出多、得到少，点③溶液中ɑ(HA-)=ɑ(A2-)，所以点③原来c(NaHA)﹥c(Na2A)，将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水，所得溶液中ɑ(HA-)＜ɑ(A2-)；同理可得题Ⅱ中点①ɑ(H2A)= ɑ(HA-)，c(H2A) ﹥c(NaHA)；另外题Ⅱ中点②溶质为NaHA，显酸性说明HA-电离出H+比水解结合H+多，ɑ(A2-)﹥ɑ(H2A)，图像中点②和点④看上去好像在同一直线上，事实并非如此。
三、利用超市购物模型解决转化率和选择性的问题。
化学计算是高中化学学习的重要组成部分，前几年考试对计算有所弱化，近几年随着核心素养的提出，不少老师也意识到了学生的运算能力下降很快，所以计算又成了高考的热点，各地市的模拟卷也都有所体现如3月的湖州网测29题节选：二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
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（3）若CO2和H2仅发生反应②和③，研究证明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按n（CO2）：n（H2）=1:3（总量为amol）投料于恒容密闭中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性（甲醇的选择性：转化的CO2中生成甲醇的物质的量的分数）随温度的变化趋势如图所示：（忽略温度对催化剂的影响）
①在553K达到平衡时，反应体系内甲醇的物质的量为 mol。
不少同学对平衡题中的转化率、平衡转化率、选择性等概念较模糊，理解得不透彻，很难把题目顺利解出。我们可以用超市购物模型来帮助理解：某同学带500元钱去超市购物， 120元用于购买生活用品， 180元用于购买食品。转化率为：（120+180）元/500元×100%=60%；生活用品的选择性为：120元/300元 ×100%=40%，这样学生一听就明白转化率和选择性到底是怎么回事了。
根据题目n（CO2）：n（H2）=1:3（总量为amol）可知CO2的物质的量为0.25amol，根据第二个图像：CO2的转化率为60%，所以反应掉的CO2为0.25a mol×60%=0.15a mol；甲醇的选择性为21%，即转化为甲醇的CO2占反应掉的CO2的21%，所以甲醇的物质的量为0.15a mol×21%=0.0315a mol。我们发现只要把概念理清了，题目其实没有我们想象的那么难，我们甚至还能解决更难的题目。如：2020年4月温州29题节选：我国自主知识产权的首套煤基乙醇工业化项目的生产过程：先用煤制得乙酸甲酯，再将乙酸甲酯转化为乙醇。乙酸甲酯转化为乙醇涉及的反应原理：
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此题表面是考平衡常数，但最终落实到转化率和选择性。根据图像：乙酸甲酯的转化率为90%，所以被反应的乙酸甲酯为0.9mol；此题中主反应产物乙醇作为副反应的反应物，乙醇的选择性为60%，即最终生成乙醇的乙酸甲酯占反应掉乙酸甲酯的60%，即0.9mol×60%=0.54mol。
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高三复习时间很紧，要在有限的时间内能让学生成绩有一定的提高，我们必须提高课堂的复习效率，对一些重难点进行突破。为了更好的帮助学生理解、攻克难点，我们不仅要帮助学生建立一些模型，更要让学生自己去建立一些模型，进行定点突破，尽量让每一分努力都有回报。