摘 要 教材是教學(xué)的基礎(chǔ)和支撐,教師的教和學(xué)生的學(xué)都離不開(kāi)教材。高中化學(xué)學(xué)科目前應(yīng)用比較廣泛的是人教版教材,結(jié)合近年來(lái)人教版《普通高中教科書(shū)·化學(xué)》在各地的教學(xué)實(shí)踐、教材培訓(xùn)回訪和讀者意見(jiàn)反饋,對(duì)師生在教材使用過(guò)程中較為關(guān)注的若干疑難問(wèn)題進(jìn)行分析和說(shuō)明,并給出相關(guān)教學(xué)建議。
關(guān) 鍵 詞 化學(xué)教學(xué);化學(xué)教材;疑難問(wèn)題
引用格式 郭震,邢靚.高中化學(xué)教學(xué)與教材若干疑難問(wèn)題解析[J].教學(xué)與管理,2024(22):67-70.
現(xiàn)行人教版《普通高中教科書(shū)·化學(xué)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“教材”)必修和選擇性必修分冊(cè)自2019年、2020年陸續(xù)出版后,在近幾年的使用過(guò)程中,各地教師和學(xué)生通過(guò)多種渠道反饋了教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的疑難問(wèn)題和模糊認(rèn)識(shí),涉及化學(xué)教材部分內(nèi)容的教學(xué)處理和學(xué)科理解。本文針對(duì)反映較為集中的若干問(wèn)題進(jìn)行初步探討,以期為化學(xué)教學(xué)提供參考。
一、硫單質(zhì)的顏色及相關(guān)化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)
教材中有兩處化學(xué)反應(yīng)涉及硫單質(zhì)的生成:一處是介紹二氧化硫的氧化性時(shí),引入的二氧化硫與硫化氫生成硫單質(zhì)的反應(yīng),將兩只分別收集這兩種氣體的集氣瓶的瓶口對(duì)接,瓶壁上很快會(huì)出現(xiàn)淡黃色的硫;另一處出現(xiàn)在探究化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,引入的硫代硫酸鈉與硫酸生成硫單質(zhì)的反應(yīng),該反應(yīng)生成的硫使溶液出現(xiàn)乳白色渾濁。
師生通過(guò)對(duì)比兩處化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象,往往會(huì)對(duì)硫單質(zhì)的顏色到底是淡黃色還是乳白色產(chǎn)生疑惑。硫有多種同素異形體,其中最穩(wěn)定的正交硫(Sα)和單斜硫(Sβ)在常溫下均為淡黃色晶體[1],研磨成粉末后因光散射會(huì)導(dǎo)致顏色變淺。二氧化硫與硫化氫氣體混合后,最初生成的硫較少且顆粒細(xì)小,集氣瓶?jī)?nèi)往往呈乳白色,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,生成的硫逐漸增多,在集氣瓶壁和瓶底可以觀察到明顯的淡黃色固體。硫代硫酸鈉溶液與硫酸混合后,溶液中出現(xiàn)乳白色渾濁,繼續(xù)靜置幾分鐘,可觀察到試管中混合物的底部出現(xiàn)淡黃色沉淀,上部仍呈乳白色渾濁?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察到的硫單質(zhì)及其他物質(zhì)的顏色,與產(chǎn)物的顆粒大小、聚集狀態(tài)、觀察條件等因素有關(guān)[2],不宜一概而論。
二氧化硫與硫化氫反應(yīng)的化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)也是近年來(lái)反映較為集中的問(wèn)題。不少師生認(rèn)為,教材中該反應(yīng)的化學(xué)方程式,產(chǎn)物硫單質(zhì)后應(yīng)加上沉淀符號(hào)。根據(jù)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)頒布的《化學(xué)名詞》,沉淀是指“固體物質(zhì)從溶液中產(chǎn)生和析出的過(guò)程”,強(qiáng)調(diào)沉淀過(guò)程是在溶液中發(fā)生的物理或化學(xué)變化。教材中的化學(xué)方程式描述了二氧化硫與硫化氫兩種氣體物質(zhì)混合后發(fā)生的反應(yīng),生成的固體硫單質(zhì)顯然不符合沉淀的定義,因此沒(méi)有標(biāo)注沉淀符號(hào)。學(xué)生在解答各類(lèi)題目中,往往會(huì)遇到向硫化氫溶液(氫硫酸)中通入二氧化硫氣體,或向二氧化硫溶液(亞硫酸)中通入硫化氫氣體的情況。描述以上兩種現(xiàn)象的化學(xué)方程式,則要在產(chǎn)物硫的化學(xué)式后標(biāo)注沉淀符號(hào)。
教師在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深入理解實(shí)驗(yàn)原理,客觀、準(zhǔn)確地描述和記錄化學(xué)反應(yīng),注意外界條件對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響,避免機(jī)械記憶、照搬結(jié)論。同時(shí),在各類(lèi)評(píng)價(jià)考試中,也應(yīng)注意題目的科學(xué)性,明確相關(guān)條件和背景,避免因單純從識(shí)記層面考查知識(shí)復(fù)現(xiàn)而出現(xiàn)可能產(chǎn)生爭(zhēng)議的內(nèi)容。
二、二氧化硫能否作為食品添加劑
教材設(shè)置的“食品中的二氧化硫”資料欄目介紹了二氧化硫作為食品添加劑在食品生產(chǎn)加工中的作用。有師生反映,媒體經(jīng)常報(bào)道食品加工違規(guī)使用硫黃(二氧化硫)熏蒸,這與教材欄目中的內(nèi)容是否矛盾?
根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760-2014),二氧化硫可用于水果、水果干、蜜餞涼果、干制蔬菜、干制食用菌、腐竹、堅(jiān)果、白糖、調(diào)味料、果蔬汁、葡萄酒、啤酒等多種食品的生產(chǎn)加工和儲(chǔ)存,該標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)也對(duì)最大使用量和殘留量進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。實(shí)際上,除了一些食品,特定中藥材的炮制加工也需要進(jìn)行硫黃熏蒸[3]。媒體報(bào)道市場(chǎng)活動(dòng)中出現(xiàn)的一些違規(guī)行為,有的是超范圍、超量濫用硫黃熏蒸,有的是在熏蒸過(guò)程中使用有害雜質(zhì)含量超標(biāo)的工業(yè)硫代替食品級(jí)硫,但這并不代表二氧化硫不能用于食品生產(chǎn)加工。
高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)在“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科核心素養(yǎng)中,要求學(xué)生“認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)創(chuàng)造更多物質(zhì)財(cái)富和精神財(cái)富、滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要的重大貢獻(xiàn)”[4]。因此,化學(xué)教學(xué)應(yīng)全面、客觀地評(píng)價(jià)化學(xué)物質(zhì),需要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到有的物質(zhì)可能對(duì)人體和環(huán)境產(chǎn)生危害,要加強(qiáng)正面引導(dǎo),通過(guò)趨利避害體現(xiàn)化學(xué)物質(zhì)對(duì)人類(lèi)的積極作用,樹(shù)立化學(xué)學(xué)科和科學(xué)技術(shù)的正面形象。
三、濃硫酸與銅反應(yīng)的產(chǎn)物檢驗(yàn)及二氧化硫的漂白作用
關(guān)于濃硫酸與銅的反應(yīng),教材曾使用品紅溶液和石蕊溶液檢驗(yàn)其產(chǎn)物二氧化硫。教材在修訂后保留品紅溶液,不再使用石蕊溶液,有師生希望了解這一變化的原因。二氧化硫具有氧化性、還原性、酸性和漂白作用。單純從理論出發(fā),與以上性質(zhì)相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)都可用于二氧化硫的檢驗(yàn)。在實(shí)際操作中,綜合考慮實(shí)驗(yàn)操作便捷、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯且具有特征性等因素,品紅溶液能夠較好地檢出二氧化硫,而石蕊溶液易受各類(lèi)酸性氣體的干擾。
學(xué)生對(duì)二氧化硫的漂白作用往往存在模糊認(rèn)識(shí),誤以為二氧化硫可漂白各種常見(jiàn)指示劑。而實(shí)驗(yàn)研究表明,二氧化硫可使紫色石蕊溶液變紅,但不會(huì)使其褪色;二氧化硫也不會(huì)對(duì)酚酞的指示變色產(chǎn)生影響[5-7]。因此在進(jìn)行二氧化硫性質(zhì)的教學(xué)時(shí),建議引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材“二氧化硫的漂白作用是由于它能與某些有色物質(zhì)生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)”的相關(guān)表述,了解其漂白原理及作用對(duì)象的局限性,形成對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的全面認(rèn)識(shí)。
四、由粗硅制備高純硅的方法變化
教材在無(wú)機(jī)非金屬材料一節(jié)的“資料卡片”欄目中,介紹了高純硅的制備原理。學(xué)生在閱讀該欄目后,會(huì)對(duì)為什么要將粗硅制成氯化物再還原產(chǎn)生疑問(wèn),不了解進(jìn)行這樣操作的原因。這里主要是由于四氯化硅和三氯硅烷(三氯氫硅)都是低沸點(diǎn)液體,容易通過(guò)精餾進(jìn)行提純,以便得到更高純度的硅單質(zhì)。與原人教版課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)相比,新教材從粗硅到高純硅的轉(zhuǎn)化過(guò)程使用的中間體由四氯化硅改為三氯硅烷。教師在對(duì)比新舊教材后,希望了解這一變化的原因。
在19世紀(jì)初,化學(xué)家通過(guò)加熱鉀和四氟化硅得到了單質(zhì)硅。受這一方法啟發(fā),最早工業(yè)化制備硅也是利用金屬還原硅的鹵化物。杜邦公司發(fā)明了金屬鋅在高溫下還原四氯化硅制備多晶硅的方法(杜邦法);此后,貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了四氯化硅在高溫下的氫氣還原法(貝爾法),也就是原教材中介紹的制備方法;目前,工業(yè)生產(chǎn)中使用最多的是新教材介紹的三氯硅烷在高溫下被氫氣還原的方法(西門(mén)子法)[8]。在西門(mén)子法的生產(chǎn)條件下,實(shí)際發(fā)生的反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,除了三氯硅烷的還原,還有三氯硅烷熱分解產(chǎn)生硅及四氯化硅等副反應(yīng),工業(yè)生產(chǎn)中通過(guò)各類(lèi)產(chǎn)物的循環(huán)利用提高原料利用率[9]。
西門(mén)子法使用三氯硅烷代替四氯化硅有以下原因:一是三氯硅烷的沸點(diǎn)比四氯化硅的低,更容易通過(guò)精餾進(jìn)行提純,精餾時(shí)能耗較低;二是三氯硅烷相對(duì)安全,便于儲(chǔ)運(yùn),較長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存后仍能保持電子級(jí)純度,得到的多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量高;三是三氯硅烷氫氣還原的反應(yīng)溫度要低于四氯化硅的還原溫度,同樣條件下的反應(yīng)較快、產(chǎn)率較高。通過(guò)這種方法,在高溫下沉積得到的是高純多晶硅,可用于制造光伏發(fā)電板。如果要制造芯片,則要以高純多晶硅為原料,再經(jīng)熔融—結(jié)晶過(guò)程,生長(zhǎng)出棒狀的超純單晶硅。
五、對(duì)碳納米材料的模糊認(rèn)識(shí)
有不少師生認(rèn)為富勒烯就是C60,以至于混淆了兩個(gè)不同的概念。實(shí)際上,化學(xué)家在發(fā)現(xiàn)C60獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)后,發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)與建筑師富勒早年發(fā)明的一種球頂建筑的結(jié)構(gòu)類(lèi)似。此后又發(fā)現(xiàn)了一系列由碳原子構(gòu)成的、具有六元環(huán)和五元環(huán)互相連接形成的封閉空心籠狀碳原子簇,如C20、C70、C120等,并將這類(lèi)物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為富勒烯。因此,富勒烯是一類(lèi)物質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng),C60屬于富勒烯,二者不能等同。
也有師生反映,教材在介紹碳納米管時(shí),指出“碳納米管的比表面積大”,這一表述是否應(yīng)改為“碳納米管的表面積大”?教材中的“比表面積”系材料學(xué)術(shù)語(yǔ),不同于通常使用的“表面積”,是指單位質(zhì)量粉末或多孔物體所具有的總表面積,既包括外表面積,也包括內(nèi)表面積。比表面積與材料的吸附能力有直接聯(lián)系,是衡量吸附劑或催化劑性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
六、必修教材涉及選擇性必修內(nèi)容的教學(xué)處理
在教學(xué)實(shí)踐中,很多教師反映必修教材有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理和有機(jī)化學(xué)的兩章涉及“選擇性必修1 化學(xué)反應(yīng)原理”和“選擇性必修3 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”教材,在教學(xué)中是否需要補(bǔ)充選擇性必修的內(nèi)容?
根據(jù)高中課程設(shè)置方案,必修課程是全體學(xué)生必須學(xué)習(xí)的課程,而選擇性必修課程是學(xué)生根據(jù)個(gè)人需求和升學(xué)要求選擇學(xué)習(xí)的課程。二者所面向的學(xué)生和考試不同,因此課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)知識(shí)的內(nèi)容和要求,在必修和選擇性必修階段進(jìn)行了不同的界定。例如,必修教材在第六章以氫氣與氯氣的反應(yīng)為例給出了具體的鍵能數(shù)據(jù),其目的是給出化學(xué)反應(yīng)實(shí)例,從微觀角度幫助學(xué)生形成直觀認(rèn)識(shí),使其意識(shí)到化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。但這并不意味著要求學(xué)生在必修階段據(jù)此進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算,因?yàn)樵谡n程標(biāo)準(zhǔn)中“能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算”是選擇性必修層次的學(xué)業(yè)要求,在必修階段不作要求。
基于因材施教原則,如學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)和理解能力較好,在教學(xué)時(shí)融通必修和選擇性必修內(nèi)容,有助于學(xué)生在深入理解原理的基礎(chǔ)上更好地形成化學(xué)反應(yīng)原理和有機(jī)化學(xué)的完整知識(shí)體系,從長(zhǎng)遠(yuǎn)和整體看能夠提高教學(xué)效率。而作為面向大多數(shù)學(xué)生的必修課教學(xué),其課時(shí)有限,為避免增加學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),影響學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)和選學(xué)、選考化學(xué)的積極性,不建議提前涉及超標(biāo)內(nèi)容。
七、環(huán)烷烴是否屬于飽和烴
很多師生提到了環(huán)烷烴的分類(lèi)歸屬問(wèn)題,認(rèn)為環(huán)烷烴的不飽和度不等于0,且能發(fā)生開(kāi)環(huán)加成反應(yīng),其性質(zhì)與烷烴的性質(zhì)不同,因此不屬于飽和烴,應(yīng)被歸于不飽和烴。
為澄清師生對(duì)這一問(wèn)題的模糊認(rèn)識(shí),首先應(yīng)了解“飽和”的含義。在有機(jī)化學(xué)中,碳原子的“飽和”一般指碳原子的價(jià)鍵全部被C—C、C—H等σ鍵所飽和,分子中不存在雙鍵或三鍵等不飽和鍵。環(huán)烷烴分子中只有C—C和C—H單鍵,不存在雙鍵或三鍵,其分子中的碳原子是飽和碳原子。其次,不飽和度在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中多被認(rèn)為是有機(jī)分子不飽和程度的量化標(biāo)志。根據(jù)不飽和度的計(jì)算公式,其本質(zhì)是某有機(jī)物分子中的氫原子數(shù)(含雜原子折算后的氫原子數(shù))與相同碳原子數(shù)(含雜原子折算后的碳原子數(shù))的鏈狀烷烴的氫原子數(shù)的差值之半,因此不飽和度也被稱(chēng)為“缺氫指數(shù)”[10]。后一稱(chēng)法在某種意義上更為準(zhǔn)確,缺少氫原子可能是因?yàn)榉肿又写嬖诓伙柡玩I(雙鍵、三鍵),也可能是環(huán)狀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致缺氫,而分子中并不存在不飽和鍵。
目前,不同資料對(duì)烷烴、飽和烴的定義并不完全一致。在全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)頒布的《化學(xué)名詞》《化工名詞》規(guī)范術(shù)語(yǔ)中,烷烴是指由碳和氫兩種元素構(gòu)成的飽和有機(jī)化合物,包括鏈烷烴和環(huán)烷烴;環(huán)烷烴則被定義為飽和的單環(huán)烴或分子中含有碳環(huán)結(jié)構(gòu)的飽和烴,明確指出環(huán)烷烴屬于飽和烴。在實(shí)際教學(xué)中,很多師生之所以認(rèn)為環(huán)烷烴不屬于飽和烴,主要是個(gè)別環(huán)烷烴能發(fā)生所謂開(kāi)環(huán)“加成反應(yīng)”,與常見(jiàn)烷烴的化學(xué)性質(zhì)不同。這一認(rèn)識(shí)存在兩方面問(wèn)題:一方面在于對(duì)環(huán)烷烴性質(zhì)的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)?;诮Y(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)基本原則,環(huán)烷烴的碳骨架結(jié)構(gòu)由C—C和C—H單鍵組成,與鏈狀烷烴相同,因此環(huán)烷烴的基本化學(xué)性質(zhì)與鏈狀烷烴是一致的。例如,與一般試劑不易發(fā)生反應(yīng),與鹵素可以發(fā)生自由基取代反應(yīng)。只有環(huán)丙烷、環(huán)丁烷及其衍生物存在特殊情況,因其三、四元環(huán)結(jié)構(gòu)的張力較高,故能與氫氣、鹵素、鹵化氫等發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)。此類(lèi)小環(huán)結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定,并不是環(huán)烷烴的普遍性質(zhì),不能將少數(shù)物種的特性作為一類(lèi)物質(zhì)的通性。以更為常見(jiàn)的環(huán)己烷為例,其性質(zhì)較為穩(wěn)定,能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與鏈狀烷烴相近。另一方面在于對(duì)加成反應(yīng)定義的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。根據(jù)《化學(xué)名詞》《中國(guó)大百科全書(shū)》等對(duì)加成反應(yīng)的定義,加成反應(yīng)是雙鍵、三鍵等不飽和官能團(tuán)與其他分子作用,生成新的飽和單鍵的過(guò)程。因此,環(huán)丙烷、環(huán)丁烷與氫氣、鹵素等試劑發(fā)生的開(kāi)環(huán)反應(yīng),既不符合加成反應(yīng)的定義,也不是典型的不飽和烴的化學(xué)性質(zhì)。專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)將環(huán)丙烷的此類(lèi)反應(yīng)亦定義為“開(kāi)環(huán)反應(yīng)”,而非“加成反應(yīng)”[11]。
八、乙醛脫氫酶在乙醇代謝中的作用
教材的“資料卡片”欄目介紹了人體內(nèi)的乙醇代謝過(guò)程,其中涉及乙醇脫氫酶(ADH)和乙醛脫氫酶(ALDH)。在有機(jī)化學(xué)中,一般將有機(jī)分子的“脫氫”或“加氧”過(guò)程定義為氧化反應(yīng)。乙醇在乙醇脫氫酶作用下脫氫生成乙醛,顯然屬于氧化反應(yīng)。而乙醛在乙醛脫氫酶作用下氧化為乙酸,學(xué)生分析分子式變化,認(rèn)為這是一個(gè)加氧的過(guò)程,并沒(méi)有脫氫。應(yīng)該如何理解該過(guò)程中乙醛脫氫酶的作用呢?
乙醇除了可被常見(jiàn)氧化劑如酸性重鉻酸鉀溶液、酸性高錳酸鉀溶液等氧化外,在人體內(nèi)還可發(fā)生酶催化的氧化反應(yīng)。這一代謝過(guò)程的生化反應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜。其中乙醛氧化為乙酸的過(guò)程,是在乙醛脫氫酶(ALDH)的催化作用下進(jìn)行的。而脫氫酶催化反應(yīng)的電子受體為輔酶,如煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),反應(yīng)中無(wú)需氧的參與。ALDH可將乙醛中的氫離子和兩個(gè)電子傳遞給NAD+,使之變?yōu)檫€原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH),同時(shí)生成的乙?;x子(CH3CO+)再與水作用,生成乙酸和氫離子[12]。乙酸在人體中繼續(xù)轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán),最后代謝為二氧化碳和水。
九、羧酸和酯中的羰基能否被催化還原
教材在介紹羰基化合物時(shí),指出醛和酮分子中的羰基(碳氧雙鍵)可被催化氫化還原為醇。與之類(lèi)似的羧酸和酯分子中的羰基能否被催化還原,是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中常會(huì)提出的疑問(wèn)。與醛、酮相比,羧酸中的羰基由于與相鄰羥基的共軛作用,反應(yīng)活性降低,難以在催化劑作用下被氫氣還原,但可被更強(qiáng)的還原劑,如氫化鋁鋰或乙硼烷還原為醇。酯類(lèi)物質(zhì)也可被金屬氫化物還原為醇,或在銅鉻氧化物的催化下與氫氣發(fā)生催化氫化生成醇[13]。
有機(jī)反應(yīng)的數(shù)量巨大,類(lèi)型龐雜,新試劑、新反應(yīng)層出不窮,在中學(xué)化學(xué)教材和教學(xué)中不加限制地引入顯然不夠現(xiàn)實(shí)。教材為了減輕師生負(fù)擔(dān),沒(méi)有介紹以上內(nèi)容,意在避免各類(lèi)考試將此類(lèi)知識(shí)默認(rèn)為已學(xué)內(nèi)容。相關(guān)反應(yīng)在題目中一般以信息的形式給出,學(xué)生可通過(guò)知識(shí)遷移進(jìn)行理解和應(yīng)用。
十、聚合物的端基
教材在介紹縮聚反應(yīng)原理和縮聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的書(shū)寫(xiě)后,學(xué)生認(rèn)識(shí)了縮聚物的端基,常會(huì)對(duì)加聚物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式未出現(xiàn)端基產(chǎn)生疑問(wèn):加聚物是否具有端基?如果有的話應(yīng)如何書(shū)寫(xiě)?
加成聚合反應(yīng)如果是使用引發(fā)劑的自由基聚合過(guò)程,經(jīng)過(guò)鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng),在鏈終止階段,高分子鏈端的高活性自由基難以孤立存在。兩個(gè)高分子鏈端的自由基可以相互結(jié)合,發(fā)生偶合終止;也可以發(fā)生一個(gè)自由基奪取另一個(gè)自由基的氫原子或其他原子的歧化終止。對(duì)于使用催化劑的配位聚合過(guò)程,一般通過(guò)加入水、醇、酸、胺等含活性氫的化合物作為終止劑來(lái)阻止高分子鏈的繼續(xù)延伸[14]。因此,教材中指出“加聚物的端基不確定,一般不必寫(xiě)出”,而縮聚物的端基通常都比較明確,“一般在方括號(hào)外側(cè)寫(xiě)出端基原子或原子團(tuán)”。對(duì)于同屬于縮聚物的多糖類(lèi)物質(zhì),由于中學(xué)階段對(duì)葡萄糖的環(huán)狀結(jié)構(gòu)不作正式教學(xué)要求,因此教材和日常教學(xué)不涉及淀粉、纖維素等物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,一般用糖化學(xué)研究習(xí)慣使用的分子式(C6H10O5)n來(lái)進(jìn)行表示。
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