高中化学解题方法归类总结
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第 1 页 共 15 页 高中化学解题方法归类总结
化学问题的解决与思维方法的正确运用有着密切的关系,运用科学的思维方法来分析有关化学问题,可以明辨概念,生华基本理论,在解题中能独辟蹊径,化繁为简,化难为易,进而达到准确、快速解答之目的。下面例谈化学解题中的一些常用思维技巧。
一、整体思维
整体思维,就是对一些化学问题不纠缠细枝末节,纵观全局,从整体上析题,以达到迅速找到解题切人点、简化解题的目的。
例1、将1.92g Cu 投入到一定量的浓 HNO3 中,Cu 完全溶解,生成的气体越来越浅,共收集到标准状况下672mL气体。将盛此气体的容器倒扣在水中,求通入多少毫升标准状况下的氧气可使容器中充满液体。
解析:按一般解法解此题较为复杂。如果抛开细节,注意到它们间的反应都是氧化还原反应,把氧化剂和还原剂得失电子相等作为整体考虑,则可化繁为简。浓 HNO3 将 Cu氧化后自身被还原为低价氮的氧化物,而低价氮的氧化物又恰好被通入的氧气氧化,最后变成 HNO3 ,相当于在整个过程中HNO3的化合价未变,即1 .92 g Cu相当于被通入的氧气氧化。由电子得失守恒知
64g/mol(1.92g)×2 = 22.4L/mol(O2)×4 解之,V(O2 )=0.336L
即通入336mLO2即可。
例2、某种由K2S和Al2S3组成的混合物中,这两种组分的物质第 2 页 共 15 页 的量之比为3:2,则含32g硫元素的这种混合物的质量是
( )
A.64g B.94g C.70g D.140g
解析:由K2S和Al2S3的物质的量之比为3:2,可将它们看作一个整体,其化学式为K6Al4S9。得K6Al4S9~~~~9S
630 9×32
X 32g
用此方法,答案很快就出来了,为70g。
答案:C
例3、 有5.1g镁,铝合金,投入500ml 2mol/L 盐酸溶液中,金属完全溶解后,再加入4 mol/L NaOH溶液,若要达到最大量的沉淀物质,加入的NaOH溶液的体积为多少? ( )
A.300 ml B.250 ml C.200 ml D.100 ml
解析:物质之间的转化为
Mg HCl Mg2+ NaOH Mg(OH)2
→ Al3+ →
Al(OH)3
Al H+ Cl- NaCl
从反应的整体来观察,原溶液里的Cl- 和加入的Na+都不参加反应,最终生成NaCl,即,n(HCl)=n( NaOH)
V( NaOH)= n(HCl)/ c( NaOH)=2×0.5/4=250ml
答案:B 第 3 页 共 15 页 例4、 浅绿色的Fe(NO3)2溶液中,存在如下平衡:
Fe2++2 H2O ⇌ Fe(OH)2+2H+
若在此溶液中加入盐酸后,溶液的颜色将变 ,其原因是 。
例5 、已知脂肪烃C4H10在光照条件下和氯气发生取代反应,问其一氯取代物可能有几种?而
解析:不少学生回答:2种。有些甚至是不假思索地口答的,还洋洋得意地说,C4H10有两种等效氢,所以一氯取代的同分异构体就是等效氢的数目。造成这样的错误,原因很大一部分在于学生没有从整体上考虑物质可能存在的结构,而是依靠记忆,或者仅凭上课模糊的印象,知道丁烷(CH3CH2CH2CH3)满足C4H10而答题的,这样答题情况,在一开始学习有机化学的时候,出现在很多学生的身上。
解题时应从C4H10整体进行考虑,由于题干中未告诉我们此分子式代表的具体是什么物质(这样的题干也是有机当中非常常见的一种情况),所以它可能是丁烷(CH3CH2CH2CH3),也可能是2-第 4 页 共 15 页 甲基丙烷((CH3)3CH),也就是说,首先要弄清C4H10本身就有两种同分异构体,接着用到“等效氢”的知识,判断出丁烷和2-甲基丙烷各有两种等效氢,所以一氯取代物应该可能有四种(Cl
CH2CH2CH2CH3, CH3CH Cl CH2CH3,(CH3)3CCl,(CH3)2CH CH2Cl。)
二、逆向思维
逆向思维是指思维程序与通常相反,不是从原因来推知结果,而是从结果入手分析解题思路,逆向思维有它的独特性,能克服思维定势的消极影响,充分运用逆向思维来求解某些化学问题时,有时比正向思维来得更简单,更巧妙。
例1、a gCu可与含有bgHNO3的溶液恰好反应。若a: b = 4:10.5,则被还原的HNO3的质量为 ( )
A. b g B. 2(b)g C.4(3b)g D. 4(b)g
解析:Cu与HNO3反应时因硝酸的浓度的不同,其还原产物也不同。若正向思维,则参加反应的Cu与被还原的HNO3之间的量的关系难以确定。但若考虑反应中未被还原的硝酸,则问题可迎刃而解。依题意知,参加反应的Cu为 64(a)mol,起酸作用的HNO3为64(2a)mol,其质量为 64(2a) mol×63g/mol = 32(63)ag,第 5 页 共 15 页 进而可知被还原的HNO3的质量为(b-32(63)a)g , 因a : b =
4:10.5,即a = 10.5(4b),故被还原的HNO3的质量为4(b)g。
例2、锌粉、铁粉、镁粉的混合物4 g与一定质量25%的稀H2SO4
恰好完全反应,蒸发水分后,得固体物质100 g,则生成的氢气质量为( )
A、2 g B、3 g C、4 g D、5 g
【解析】本题如果采用正向思维将锌、铁、镁的质量分别设未知数进行分析、计算,则过程非常复杂,头绪也较多。而采用逆向思维按以下思路解析:反应前后各元素的质量不变,由题意可知:锌、铁、镁三种金属全部参加反应,分别生成了硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁,则蒸发水分后所得100 g固体物质(硫酸锌、硫酸铁、硫酸镁的混合物)中,包含锌、铁、镁三种元素总质量为4 g,其它的96 g则为SO4 的质量,继而根据反应中H2与SO4的关系,求得生成的氢气的质量为2 g。
由此可见逆向思维对培养思维的灵活性和敏感性是非常有益的。
例3、等质量的两种金属M和N分别与足量的稀硫酸反应,都生成+2价金属的硫酸盐和氢气。生成的氢气质量m(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如下图
(1)比较M、N两种金属的活动性强弱 第 6 页 共 15 页
(2)由图中的两条直线还可以得出的结论有
【解析】本题给出的是金属与酸反应时生成的氢气质量与时间的曲线,很多学生会感到无从下手,若是逆向思考:曲线上升得越快,说明金属与稀盐酸反应得越剧烈,该金属的活动性越强。同时从图中可以看出M产生的氢气质量比N多,完全反应所需时间少。
例4、根据以下图推断(假设能发生反应的均反应完全)
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(1)若B是水,则A是 ;(填化学式)
(2)若B是酸溶液,则A是 ;(填化学式)
(3)写出C与BaCl2溶液反应的化学方程式: 。
例5、在CO和CO2的混合气体中,氧元素的质量分数为64%,将该混合气体5㎏通过足量的灼热的氧化铜,充分反应后,气体再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色的沉淀的质量是多少?
【解析】本题如果按部就班,涉及到的反应较多,数据较多,计算繁琐,易于出错。而如果把握住最终反应产物是碳酸钙,采用逆向思维,找出碳酸钙和起始反应物CO和CO2的混合气体之间所存在的C-CaCO3守恒关系,则极易走出“山重水复”,迎来“柳暗花明”。 第 8 页 共 15 页
三、极端思维
极端思维是把研究对象或过程变化通过假设定理想的极端值,得极端情况与实际情况的对比,分析偏差发生的原因,作出合理的判断。
例1、将标准状况下的NO、NO2、O2的混合气体充满容器,倒置于水中完全溶解,无气体剩余,若产物也不扩散,则所得溶液的物质的量浓度的数值范围是 ( )
A.39.2(1)< C < 22.4(1)
B. 39.2(1)< C < 28(1)
C. 28(1)< C <22.4(1)
D.无法确定
解析:此题可用极端思维来分析,因溶于水后无气体剩余,若原混合气体中无NO,则发生 4NO2 + O2 + 2H2O = 4 HNO3 的反应, 5mol气体转化为4mol HNO3,C(HNO3) = 5(4)×22.4(1)(mol/L) = 28(1)(mol/L );若原混合气体中无NO2,则发生 4NO+3O2 + 2H2O = 4 HNO3 的反应,7mol气体转化为4mol
HNO3,C(HNO3) = 7(4)×22.4(1)(mol/L) = 39.2(1)(mol/L)。由于是混合气体,则所得HNO3溶液的物质的量浓度的数值范围是39.2(1)< C < 28(1)。
例2、在密闭容器中进行X2(g)+3Y2(g) 2Z(g)的反应,其中X2、Y2、Z的起始浓度依次为0.1 mol〃L-1、0.3 mol〃L-1、0.2 mol〃L第 9 页 共 15 页 -1,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能的是( )
A.c(Z)=0.5 mol〃L-1
B.c(Y2)=0.5 mol〃L-1或c(Z)=0.1 mol〃L-1
C.c(X2)=0.2 mol〃L-1或c(Y2)=0.6 mol〃L-1
D.c(Z)=0.4 mol〃L-1
【解析】假设反应向正方向进行完全,则生成物Z的浓度为:c(Z)=0.4 mol〃L-1,但该反应为可逆反应,故备选项A、D中,c(Z)≥0.4 mol〃L-1不合题意。假设反应逆向进行到底,则c(X2)=0.2 mol〃L-1,c(Y2)=0.6 mol〃L-1,显然C也不合题意。
【答案】B
例3、用注射器吸入少量NO2和N2O4的混合气体,发生如下反应(如图所示)
2NO2(g) N2O4(g)
(1)当活塞迅速向外拉时,气体的颜色先变_________,后变_________;最终和最初相比,_________更深。
(2)当活塞迅速向里推时,气体的颜色先变_________,后变_________;最终和最初相比,_________更深。 第 10 页 共 15 页 例4、一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则下列说法正确的是( )
A.m+n>p B.m+n<p
C.平衡向逆反应方向移动 D.C的质量分数增加
【解析】当气体体积缩小到原来的1/2,假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态),则C的浓度为原平衡时的2倍,而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是C的浓度为原平衡时的1.9倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。即增大。