【教师节VibeCoding】方程式配平演算台:最小公倍数法五步分步推演,原子台账实时核对质量守恒

作品介绍

化学方程式配平是初中化学的第一道大坎:学生背得出“质量守恒”,真到配系数时却只会瞎凑,凑对了也说不清为什么。我做了一个「方程式配平演算台」,把课本上的最小公倍数法拆成看得见的五步推演,再配一张实时原子守恒台账,让“凑系数”变成“讲道理”。单文件零依赖,教室电脑双击就能用。

功能亮点

1. 十二个经典反应内置成库:覆盖化合、分解、炼铁、有机物燃烧、实验室制气、复分解六大常见考法,从氢气燃烧到高锰酸钾制氧、一氧化碳还原氧化铁,按反应类型一键筛选。

2. 最小公倍数法分步演示:每个反应都写了真实的推演步骤,点“分步演示”后系数按“选起点元素、求最小公倍数、反推系数、复核守恒”逐个落位,当前步骤高亮,进度条同步推进。

3. 学生动手模式:每种物质旁都有减号和加号,学生自己报系数、自己填,右侧原子台账逐元素对比反应前后原子数,不相等直接标出差几个,错误无所遁形。

4. 质量守恒定量核算:按系数乘相对分子质量求和,实时显示反应前后总相对质量,配平正确时两边数字相等并给出守恒结论,把宏观质量和微观原子数打通。

5. 化学式解析器支持括号和下标,Cu(OH)2、Fe2(SO4)3 这类带原子团的式子也能正确数原子。

成果展示

主界面是氢气燃烧配平完成的状态:左侧方程式系数就位,中间五步演算全部展开,右侧台账里氢、氧反应前后相等,总相对质量都是三十六,守恒结论亮绿。

加热高锰酸钾制氧的分步演算进行到第三步:KMnO4 与 K2MnO4 系数已定,MnO2 刚补上,此时氧气还没定系数,台账中氧元素显示左边八、右边六、差二,正好引导学生自己说出“还差一个 O2”。

实验室制取二氧化碳配平完成:五种元素逐项相等,反应前后总相对质量都是一百七十三点零,验证通过,这也是元素最多、最能体现台账价值的一个反应。

动图依次演示了氢气燃烧、高锰酸钾制氧、炼铁、甲烷燃烧四个反应的完整分步推演过程,系数一步步落位、台账从飘红到全绿,可以看到学生视角的完整思考路径。

体验方式

纯前端单文件,把 index.html 拷到教室电脑双击打开即可,断网也能用。新授课讲最小公倍数法时放分步演示,每一步停下来提问“下一步该看哪个元素”;练习课先点清零重来,让学生上讲台用加减号填系数、点我校验,红色差额就是最直接的讲评线索;课后也可以让学生照着反应库自己编一道配平题。

创作分享

技术上最核心的是化学式解析器:用显式栈扫描字符串,遇到左括号压栈、右括号按括号外下标把整组原子数乘出来,所以带原子团的复分解反应也能准确统计。十二个反应的五步讲解没有用模板套话,每一步的系数快照都是我按真实推演顺序手写的,比如炼铁反应里“三个 CO 搬走 Fe2O3 的三个氧”这种关键理解,会原样出现在第三步。开发时左右分屏实时联调,左边改台账的判定逻辑,右边立刻用已知正确答案回归,十二个反应全部守恒、故意填错的系数全部能被标红,才保留下来。

这张是联调时的分屏现场:左侧是原子台账的求和与判定代码,右侧实时渲染界面,边写边对照教材答案。配色选了实验室白搭配青绿,像实验台和试剂标签的颜色,判定错误用克制的朱红,不刺眼但足够醒目。

希望这个演算台能让学生明白,配平从来不是碰运气,而是让每一种原子都“对得上账”。也祝各位化学老师教师节快乐。

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