中学化学？中学化学！

【把论文改成了生动一点的形式。】

中学化学课程尺度和高考测验申明中对学生的化学进修提出了三点要求

1.承受、吸收、整合化学信息的才能

2.阐发息争决(解答)化学问题的才能

3.化学尝试和科学探究才能

现行高中化学教学中利用的人教社的教材有两本必修以及选修1 化学与生活、选修3物量构造根底、选修4 化学反响原理、选修5 有机化学根底。北京地域除两本必修外，还选修了选修4和选修5。

做为初学化学的同窗们，我们应该重视理论联络现实，存眷与化学有关的科学手艺、社会经济和生态情况的协调开展，遵照化学学科规律，尊重事实，培育学科素养，才气在高考甚至日后的科研中获得胜利。

我做为遁入此门立志科研的化学狗，也得幸参与高中化学教研，也在学生面前讲过几句。就此刍议。

那么从学生的角度看，我们的化学是什么样子的？

化学是如许的？仍是是如许的？

不，是如许的

我们每天遨游在题海中，53，天利......说起化学，想到的是化学题。教师拼命地教，学生拼命地听，在教改的大水中渴盼着那一丝新颖的氧气。

比来有高中同窗问了一个问题

我们学的化学是对的么？为什么有些和事实纷歧样呢？

那值得深思。突然记起来某教师说过：“如今教的良多都是两三百年前的理论，至于事实是什么，到了大学再进修吧！”

我们拿来高中教材（以人教社为例）和大学教材，讨论好久，整理出来如下。

一、定义问题

定义乃是科学探究的基石，然而高中对化学名词的定义仍然在高中范畴内不再自恰。

1.原子的定义“化学变革中的最小微粒，在化学变革中，原子不成分”，那么把钠投到水里酿成钠离子的过程若何解释？

2.离子的定义“带电的原子”，铵根站出来暗示抗议；“带电的离子或离子团”？橡胶和毛皮摩擦后都酿成“带点的原子团”了？

3.必修一第一章“物量的量”一词其实有失偏颇，曲译“the mount of… substance”不免难免过分敷衍疲塌。做为7个根本单元之一的“物量的量”不该该有一个好听一点的名字么？别的单元mol的来源也没有提及（原意鼹鼠洞，寓意联络宏不雅与微不雅）

mole-摩尔

4.“互为同位素” 在数学的集合语言来看应为“统一元素全集下差别核素子集”，但两个同位素被称为“互为同位素”，“互为子集”的说法需严谨，要求两集合相等才能够。

5.由4，高中既然不那么定义同位素，为何要定义“核素”？此概念在高中教材中再没呈现过，此概念能否冗余？

6.提到化学键不提金属键？提到共价键不提配位键？能够不深切，但是分类不完好是欠好的。在高中的化学系统中，“键”(bond)的概念是根深蒂固的：微不雅反响过程用成断键暗示；反响热通过键能计算；有机化学中常常阐发成断键。莫非不应完美一下键相关的理论吗？

高中“化学键”相关常识导图二、对学生的固化思维严峻，倒霉于化学素养构建。

高二学生的对话：

“你反响写错了”

“有机反响应该写箭头”

“键线式和构造简式能够一路用么？”

“不成以吧”

“你反响前提落了一个’催化剂’”

1.我们倡导有机反响重视反响前提，那点非常准确。良多时候同样的反响物前提差别产品差别。但是反响前提描述为“催化剂”、“高压”等，如许的前提有何用？学生晓得什么催化剂适宜？晓得高压到几Pa？研究时有人提出“告诉学生是什么催化剂了那不是平添困难么，学生也记不住”。我认为应与时俱进。当今的有机化学科研重在前提，浩瀚研究也是基于新型催化剂开展的，应强调，有机化学的关键在于前提，不克不及用“必然前提”那种迷糊而鸡肋的文字混过去。退一步讲，若是不希望添加承担，不明白的或者不要求识记的大可没必要写，连“必然前提”那种工具都不要写，如许无意义的文字要肄业生写也是无意义的啊。

2.关于有机反响，我们应当对催化剂供给足够的解释。在学生被问到“为什么液溴代替苯环的反响用溴化铁做催化剂？”多半是说不清的。如许倒霉于学心理解那个反响的素质。原来在中学进修合成的大部门物量在现实科研中是间接取来的废品，那么进修合成的目标就在于让学生体味化学过程。如若不讲清晰，就会如许：

“你晓得为什么用溴化铁做催化剂么？那换做氯化铁能够么？”

“不成以！因为教师说要用铁粉！”

明显那个学生是背下来的。其实讲清晰那个事儿其实不难，几句话就能说清晰，免除了学生要硬背下来的痛苦。

以至在被问到“浓硫酸是若何催化反响？”学生的答复遍及就是“脱水性、吸水性”，那过于笼统，同时也让学生的识记多了承担。

3.逃求没必要要的细节，招致本末颠倒。有学生为了纠结“大分子”和“高分子”的区别而忽略了聚合物构造自己，为了确定石墨烯是不是有机物而大费周章，为了写不写气体符号而忽略了产品构造；反而对量纲问题、字母大小写表达差别物理意义时不区分大小写等等不重视。那种研究精神是日后的科研不保举的，到了实正科研的时候就会呈现纠结核磁中化学位移是7.69的氢（那是溶剂乙酸乙酯的峰）【看她头上都冒傻气......抱抱。】

举个例子，就像国内做者都不重视的大小写问题，一个简单的小问题：那两个微分式哪个是对的？

右边是对的三、不尊重事实

1.起首要说的就是尝试平安。高中学生不怎么做尝试。但是报了化学专业的同窗们，尝试室就是您的第二个家。尝试平安是头等大事。高中的一个典范错误：

“浓硫酸溅到皮肤上应先用布拭去，再用大量水冲刷”

此概念不外是为了消弭(或缓解)浓硫酸稀释所放出的热，如许做只会让烧伤面积更大。现实上应该第一时间不要踌躇立即用大量凉水冲刷。

听闻一个高中率领学生做造备乙炔的尝试，不在通风橱做也就算了，连防毒面具和口罩都没有。我们晓得用电石造出的乙炔含有硫化氢、膦等杂量。那些杂量都是有剧毒的。硫化氢超越100ppm就会中毒，四十几个学生一路做那个尝试，置学生平安于何地？别的传闻有学校组织学生用氢氟酸刻玻璃，用苯做相关尝试……在化学尝试课上，只告诉学生物化性量，不告诉学生毒性毒理就让学生脱手做尝试是千万不成取的啊。所以尝试平安的工作不克不及误导学生。“你只要认实进修尝试平安才气在尝试室中保存下去，那个保存，指的就是字面意思。” 另见知乎答主的描述：尝试室到底有多危险？

2.在人教社的选修五中对银氨溶液成分的描述或有误。教材中对银氨溶液成分的描述“次要成分是Ag(NH3)2OH”,然而，尝试发现银氨溶液的现实成分是Ag(NH3)2NO3、NH3·H2O和少量NH4NO3。该溶液系统的碱性来自于NH3·H2O的电离平衡，不该该是强碱系统。【详见参考文献[9] 链接：用于银镜反响的银氨溶液成分及碱性的探究】

3.氢气复原氧化铜在人教社必修一中介绍产品为水和铜单量【详见参考文献[4]】，但在热力学上已被证明只能复原生成氧化亚铜。【详见参考文献[5]】因为氧化亚铜也呈红色的就被姑息地表述为生成了铜单量。

人教社必修一大连理工大学 《无机化学》

4.最让人啼笑皆非的是“HClO”的电子式。在“电子式”部门的教学时，必然会提到那个物量，学生第一次写的时候也必然会写错。在国外的教材中，HClO就写做HOCl，而国内教材中为了“中庸之美”把次氯酸的分子式写成了和氯酸家族一致的形式，利诱了良多中学生。那么做能否有需要？

次氯酸电子式次氯酸的构造

5.合成氨的反响：前提是高温，化学上800℃为高温，而合成氨的反响500℃-600℃，何来高温？

6.我们认为氧化铝能够溶于酸碱溶液，但是又提到刚玉、蓝宝石、红宝石的的成分也是氧化铝，莫非宝石碰到酸碱也溶了？那里应申明α-Al2O3和γ-Al2O3的区别。

Al2O3有许多同量异晶体，目前已知的有10多种，次要有3种晶型，即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3（刚玉）。此中构造差别性量也差别，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3α型氧化铝在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方慎密堆积，Al3+对称地散布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是造金属铝的根本原料；也用于造各类耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温尝试仪器；还可做研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝仍是消费人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于消费现代大规模集成电路的板基．γ型氧化铝γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温情况下脱水造得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶。其构造中氧离子近似为立方面心慎密堆积，Al3+不规则地散布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全数转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物量，每克的内外表积高达数百平方米，活性高吸附才能强。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼造和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层阐发；在尝试室是中性强枯燥剂，其枯燥才能不亚于五氧化二磷，利用后在175℃以下加热6-8h还能再生反复利用。

7.必修二中讲到了“电子式”，那做为常见化学术语考察的常客值得一提。电子式源于Lewis 构造式，在画电子式的时候有那个要求阿谁要求“电子式的电子要对称”“碳碳三键的电子要画成2×3，不克不及画成3×2”如此。殊不知电子式其实不契合外层电子的现实排布，关于非八隅体以及π键的暗示其实不明白，以致良多学生在问到“怎么画CO、O3、SO2那些物量的电子式？”的时候让教师们在教学时显得捉襟见肘。更重要地，电子式对化学研究的奉献其实不大：我们晓得，构造简式、键线式能够表达有机物构造；尝试式能够用于化学阐发；球棍模子和比例模子能够用于阐发手性、空间位阻等等，但电子式却没有什么现实用处。化学汗青开展过程中的一个表达形式为什么要让现代中学生识记呢？

8.关于离子颜色，听课过程中，学生被问到Cu2+什么颜色？良多学生答复“蓝色”。如许很好，在测验中碰到“无色溶液”确实要排除Cu2+，但是高中碰到的CuSO4（无水硫酸铜）是白色固体，而非蓝色。呈蓝色的是带有结晶水的硫酸铜固体，换句话说蓝色是Cu(H2O)42+的颜色；别的关于氯化铜为什么是绿色，在听课过程中也碰到教师讲解为“蓝色在必然稀释水平下是绿色”的错误说法，显然是因为[CuCl4]2-的颜色。Fe2+ Fe3+亦同，希望还离子以“本质”。

五水合硫酸铜和无水硫酸铜五水合硫酸铜的构造

9.关于铝元素的进修突破了学生对金属的传统认知。偏铝酸根，那是学生碰到的第一个探究反响的金属酸根离子。关于那个离子教材给出的写法是AlO2- ，最新版的教材正文小字中给出了四羟基合铝酸根的事实。但是教材仍然沿用AlO2-那一写法。于是学生进修相关的反响时，例如偏铝酸盐和酸的反响，就不如写成[Al(OH)4]-好理解。

10.氯化铯的晶格构造是构造化学中典范的立方晶格。良多教师在讲到氯化铯的时候城市把它称做“体心立方”，那显然不当：体心原子和顶点原子纷歧致。

氯化铯晶格构造

11.反响热在选修四的教材上定义为

“反响热与温度、压强、反响物及生成物的形态有关”

那个定义非常严谨，但是一些出题人出题的时候就全然掉臂：“恒容反响系统”、随意地改动温度，例如那个题，尺度谜底是A，显然有误。

12.我们晓得硝酸是强氧化性酸，在初中回避硝酸与金属的反响。在高中阶段，教材在处置硝酸和金属的反响的时候，很严谨地只给出了硝酸和铜反响的情况。因为铜的复原性比氢弱，氢离子不会氧化铜单量，所以在尝试中就仅存氧化复原的部门，不生成氢气。但是在听课过程中，一名教师会类比到更活泼的金属上，例如铁。因为铁的复原性强于氢，氢离子能够氧化铁单量生成氢气，但是那位教师强调铁单量和硝酸的反响中底子不产生氢气，显然不合理。我们按照尝试事实，遵从高中提出的反响碰碰模子，硝酸浓度极稀的情况下会产生氢气，类似探究题也曾呈现过。

硝酸与金属反响

13.在有机化学的教学中，学生更喜好写构造简式而非键线式。如许做的一大问题就是学生不留意顺反异构，屡次看到习题中学生给出的谜底没有留意到顺反异构的情况；其次，文献中常以键线式表达，依赖构造简式的表达让学生看起文献来很头疼。

14.同样在有机化学揣度题中，根据合成道路合成出了环丁炔那类以至能获得诺奖的物量。那提醒出题人要尊重事实，模仿题和高考都取材于科学文献，那类问题几近处理。

四、逻辑断层

化学曾被“耻辱”地成为理科中的文科，在高中化学教学中，浩瀚教师不重视逻辑，更有甚者说“只需要掌握天人合一阴阳五行就能学好化学”。有大神提出应该在本科生通识课中参加逻辑学，那是重要的，至少在化学教学和进修中，是重要的。功利地讲，北京高考理综有更具特色的28题尝试探究题，讲究逻辑推理；从学科素养自己讲，化学做为天然科学，万物均有理，逻辑是不成或缺的。当我们碰到一个违背我们旧认知的问题，应当若何做？它是“特例”？天主不掷骰子，应当认为是有一个我们不曾探究的新扰动、新变量影响了那个系统形成的，那才是准确的逻辑。而良多教师一口一个的“特例”，几乎是无稽之谈：那无疑让学生认为化学是由良多特例构成的，那明显有悖于学科逻辑。

1.教材上给出了造备乙酸乙酯的机理，被归纳为“酸脱羟基醇脱氢”，但是《March高档有机化学》给出了酯化反响9种差别的机理，刚好乙酸乙酯的反响遵照此中的“酸脱羟基醇脱氢”罢了，好比三级醇和羧酸的酯化，遵照的就是“醇脱羟基酸脱氢”。但出题的时候就很随意了，还煞有介事地同位素示踪一下，示踪出来的却是逻辑断层。

酯化反响

2.《选修4 化学反响原理》关于浓度对反响速度的影响的一个典范探究尝试。教材选用了高锰酸钾和草酸，然而那个反响Mn(II)离子是做为催化剂的，那个自催化的反响能否用来探究浓度对反响速度的影响值得商榷，至少应当设置对照试验。

浓度对反响速度的影响

3.人教社必修一的教材第二章第三节讲到氧化复原反响介绍了何为氧化复原反响后只提到了何为氧化剂、复原剂，对氧化性、复原性的比力没有申明。教师会弥补：“操纵反响来比力氧化性复原性”，那显然不触及素质。那以致良多学生对物量的性量其实不熟悉，无法客不雅地比力氧化性复原性，只能靠识记，如许又加深了学生“化学是理中文”的思惟。那里何不添加简单的电极电势常识，既能免去记忆之苦，又能让学生定量地阐发氧化性和复原性，培育定量思惟。其次，氧化复原和电化学部门相隔太远，那让后者和前者的联络有所降低。看到AP教材中，将氧化复原和电化学连系，如许的教学可能会更高效。

4.化学有句老话，构造决定性量，性量决定用处。高中生的构造化学常识明显不敷，外层电子排布官方给出的是画弧线的形式（如图），让人啼笑皆非。以致良多性量都只能靠识记，平添了良多使命，减负显得事倍功半。

“外层电子排布”？

5.良多教师会给出“口诀”。典范的如“钾钠钙钡硝全溶”“强酸造弱酸”“14122 38324”等等，那些口诀当然能处理良多问题，但是，那并非化学教育的初志，也其实不尊重事实。那些与事实的区别，教师也只好“特例”了。例如关于H2S和CuSO4生成硫酸的反响来说，良多教师归纳为“特例”。反响动力学高中是有涉及的，若何拉动平衡挪动学生很清晰。与其把那做为特例，不如阐发出那一新因素（例如关于那个反响而言，是CuS沉淀拉动平衡正向挪动）加以解释，学生或将理解得更透辟。再例硝酸和金属的反响是很复杂的。教师率领学生探究那个反响过程，熬炼学生的逻辑思维和阐发问题的才能，是很好的。让学生记住了反响方程式，那美好的化学过程，就酿成了38324了……

说了那么多没有要报复高中化学的意思。教材的成型需要多方审议，改起来太难了，何况又要适应学生的年龄和承受才能；学生那里又要求减负，严防超纲，于是陷入了轮回。不外我们也大可没必要纠结于一些“猎奇”的常识：好比

最强的酸不是高氯酸而是氟锑酸

那种理论，自己对化学进修并没有什么积极意义，就是一个事实罢了，差别的酸碱理论关于酸度的描述差别罢了。但是有些原则是不克不及改动的，例如无机化学不克不及给学生“背下来就行”的指点；有机不克不及给学生“就是搭积木，想怎么拼就怎么拼”的思惟，那也仍需勤奋。

我们认为，任何理论都没有错误，只是没有申明各类理论的局限性。过时、全面的内容其实不能说是错误。理论是查验实理的尺度，评判理论能否合理，重点在于那理论能否和一些事实相吻合。良多高中化学中的错误，都是源于不负责任的教师妄加总结出来的所谓的“常识点”和“规律”。“总结”那个工做是非常有益的，总结出的规律也是理论中的一部门。但是，那些教师为了强化学生的印象，总爱加一些“最”“必然”等等那些水平副词在前。那些所谓的规律彼此传播，渐渐就成了“实理”，那才是学消费生错误思惟的泉源。

高中化学算是学生的化学启蒙，应予以重视。物量变化是有前提的，物量构造决定物量性量，化学与社会的开展，料想假设、模子尝试，以及定量阐发，宏不雅和微不雅角度对待问题，量变与量变、一般与特殊等思惟办法始末贯串化学常识成立与应用中。基于此，倡导教师在明白定义的根底上，尊重尝试事实，在契合逻辑的推理下，得到相关结论停止严谨、合理的表述呈现给学生，使学生具备响应学科素养，不只能应付测验，还应为天然科学研究输出人才。

放裴教师一段话以共勉。

若何面临挫折

欢送攻讦斧正

哈茂森

2018.10.9 写于未名湖畔 化学新楼

【参考文献】

Jerry, March. March高档有机化学第七版[M]. 北京:化学工业出书社, 2018. 237-238宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书选修4化学反响原理[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 2-4宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书选修4化学反响原理[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 20宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书必修1[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 35大连理工大学无机化学教研室. 无机化学[M]. 北京:高档教育出书社, 2006. 609宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书必修1[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 35-37宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书必修1[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 51（铝）宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书必修1[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 102（铜和硝酸）李成刚, 何小稳. 用于银镜反响的银氨溶液成分及碱性的探究[J/OL]. http://www.doc88.com/p-6364438909817.html.宋心琦. 通俗高中课程尺度尝试教科书选修5 有机化学根底[M]. 北京:人民教育出书社, 2007. 57