吴晓红 陈有鑫 姜正毅
[摘要]化学变化和能量守恒思想贯穿着整个高中化学学习过程。中学化学教师应回归教材，夯实学生的化学基础，同时强化思维教学，加强化学变化和能量守恒习题的剖析，提升学生的化学学科素养。通过对高中化学课程标准和2016年高考考纲的分析，从化学变化与能量守恒的角度审视2016年新课标Ⅱ卷11题、26题（3）中的化学变化和能量守恒思想。
[关键词]化学变化；能量守恒；新课标Ⅱ卷；学科素养
[中图分类号]G633.8 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2017）05-0077-02
基础化学教育以提高学生的科学素养为根本宗旨。而课改已从科学素养逐渐进人“核心素养时代”。化学变化和能量守恒则是高中化学学习中的基本思维方法之一。物质与物质之间之所以能够相互转化是因为过程中发生了化学反应，进行了化学变化这一复杂过程。化学反应宏观上可以理解为旧物质与新物质转化的过程，微观上实质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成，亦可以描述为最外层电子的运动状态发生了改变，同时伴随着能量的变化。本文主要从化学变化和能量守恒两个视角分析2016年高考新课标Ⅱ卷中化学学科核心素养的体现，并通过新课标Ⅱ卷11题、26题（3）中特定的问题浅析学生在化学学科学习过程中自身素养的体现，以帮助学生尽快走进“核心素养时代”，使教师适应新课改的步伐。
一、2016年高考理综卷化学学科核心素养的体现能量守恒的能力分析
笔者认为，化学学科核心素养是建立在高中化学课程标准基础之上的，同时2016年高考化学考试大纲对学生学科知识等能力做了明确的要求，通过实现学生知识、态度与STEM理念的有机结合，体现PISA科学素养评估的核心要素。但是，在化学变化与能量守恒这一学科核心素养中，从化学变化与电能、热能的相互转化考查学生的思维品质，不仅仅是建立在学生知识基础之上，而且需要以学生为中心，从学生的学习品质和学习能力综合考量，体现化学学科核心的素养。
我们可以把物质转化过程比作是贮存在物质本身内部的能量（化学能）转化为热能、光能等不同形式的能量释放出来，抑或是热能、光能等不同形式的能量转化为物质本身内部能量（化学能）被贮存起来的过程。释放能量和贮存能量的过程最终是为了保持化学变化过程中能量的守恒。而教师的教与学生的学均需要很好的衔接，只有明白了其中的化学变化和能量转化关系，才能使学生在学习过程中提升自身的学科素养和个人学习品质。
二、2016年高考理综化学卷中的化学变化与能量守恒
1.化学变化与电能
化学能与不同形式的能量可以相互转化。能量可以以不同的形式存在于自然界中，比如化学能、电能等，不同形式的能量在一定条件下是可以相互转化的。例如原电池的设计使用，在物质相互变化的过程中把化学能转化为电能，可以理解为将物质本身的能量转化为电能，是一个释放能量的过程；电解池则是将电能转化为化学能的过程，同样可以理解为将电能转化为物质本身的能量，是一个贮存能量的过程。因此，化学能是诸多不同形式能量的其中一种，是可以同其他形式能量进行相互转化的，是以物质变化为基础而变化的。
[例1]（2016·新课标Ⅱ卷，11）Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。下列叙述错误的是（ ）。
A.负极反应式为Mg一2e-=Mg2+
B.正极反应式为Ag++e-=Ag
C.电池放电时Cl-由正极向负极迁移
D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑
教师在教学过程中需具备化学学科知识，具有STEM的相关理论基础，在帮助学生奠定核心知识的同时对学生阅读题目和做题的方法进行引导，并且对知识本身具有宏观概括能力和对知识的外延性具备一定的控制力。本题中涉及原电池的电极反应方程式的书写判断，在分析过程中需要从其本质到特征再次回到本质。
2.化学变化与热能
能量的转化是以物质转化为基础的。物质的转化遵循质量守恒定律，在物质变化的过程中能量的转化同样遵循能量守恒定律，即能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在能量转化或转移的过程中其总量不变。高中化学教学过程中化学热力学问题与能量守恒定律密切相关，尤其以盖斯定律的运用为重。
[例2][2016·新課标Ⅱ卷，27（3）]联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
（3）①2O2（g）+N2（g）=N2O4（1） △H1
②N2（g）+2H2（g）=N2H4（1） △/H2
③O2（g）+2H2（g）=2H2O（g） △H3
④2N2H4（1）+N2O4（1）=3N2（g）+4H2O（g） △H4=-1048.9 kI·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为△H4=_____。
分析本题需具备化学变化的实质基础知识，清楚物理学科和化学学科的联系，以及能量守恒在化学中的运用。教师应引导学生在学科认知基础上建立实际问题的解决模式，指导学生在学习过程中明白化学与工业生产的关系，认识STEM理念在高中化学中的作用和地位。在新课程改革下，结合新的教学理念和新的观点对学生的核心素养进行培养，建立化学变化的过程和过程中能量守恒的核心概念和相互关系，在强化基础知识的同时运用盖斯定律建立化学变化和能量守恒之间的数学推理关系式，提升学生的认知。通过教师的引导和学生的自行建构，学生体会感知学科间的相互联系，提升教师本身的科学素养，实现共同发展。
三、小结
“变化观念与平衡思想”这一基本思维方法，要求学生能够认识物质是在不断运动的，物质变化是在一定条件下进行的；能够从内因和外因、量变与质变等方面较为全面地分析物质的化学变化过程，关注化学变化中的能量与能量之间的转化关系；能从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究，逐步揭示各类变化的特征和规律；能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考察、分析化学反应，预测在一定条件下某种物质可能发生的化学变化。因此，教师在教学过程中，让学生理解并领会化学变化守恒思想，通过相关的逻辑推理、演算，进行验证和解释，将对学生的化学学习起着非常重要的作用。
（责任编辑 罗艳）
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