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解讀高中化學常見習題解題方法

2015-10-21 17:29楊杰
數理化學習·高三版 2015年3期
關鍵詞:混合物轉化率方程式

楊杰

高中化學主要注重的是學生的思維能力的提升.幫助學生培養獨立思考問題的能力,減輕學習任務,掌握更多的化學知識.在高中化學知識的學習中,一定要涉及的就是化學知識的解題和運算.如何選擇解題方法,既能有效的解決問題,又能夠最大程度的減少運算過程是化學學習的重要組成部分,

一、定量守恒法

定鰱守恒幾乎是貫穿高中化學和物理的一個最常見的概念,在日常的學習中經常會看到,電子守恒、質量守恒、電荷守恒等多種守恒的情況,然而化學學習的重要基礎之一就是化學種常見的方程式,它所遵循的就是守恒定律,在日常的解題過程中,巧妙地運用守恒方法,可以有效的解決問題.例如,在化學的方程式中有很多關于守恒的關系定式,包括生成物和反應物之間的體積、質量、物質的量,而反應前后的總質量、得失的電子數、原子數都應當是守恒的.

例1 ( 2010年全國卷)一定條件下磷與干燥氯氣反應,若0. 25 g磷消耗掉314 ml.氯氣(標準狀況),則產物中PCl3與PCl5的物質的量之比接近于( )

(A) 1:2 (B) 2:3 (C) 3:1 (D) 5:3

解析:這足2010年全國卷的一道化學題,這道題就可以使用守恒來解決分析題目中給出的條件n( PCl3)=x mol,n(PCl5)=y mol,由P元素有:x+y=0.25/31≈0.008①;由Cl元素守恒確3x+5y= (0. 314x')/22.4≈0.028②,聯立之解得:x=0. 006,y=0.002,故選(C).這道題的解題核心就是守恒問題,同時也涉及一些方法技巧的問題,但守恒問題是這個問題的核心解決方法.

二、差量解題法

差量解題法是較為常用的一種方式,學生在解答之前,一定要認真觀察題目的要求和內容,根據問題中所涉及的原理和變量進行差量計算.

例2 (2013年江蘇卷)CO(g)+H20→CO,(g)+H1(g)反應并放熱.現有3個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器I、Ⅱ、Ⅲ,在1.中充入1 mol CO和1mol H20,在II中充入I和1 mol CO,和1nlol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol,H2O.70°條件下開始反應,達到平衡時,下列說法正確的是( )

(A)容器I、Ⅱ中正反應速率相同

(I{)容器l、Ⅱ中反應的平衡常數相同

(C)容器I中CO的物質的量比容器Ⅱ中的多

(D)容器I中CO的轉化率與容器II中CO2的轉化率之和小于l

解析:若溫度恒定,容器I、Ⅱ等效,容器I中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和等于1.但兩者溫度不等,容器I溫度大于700 °C.容器Ⅱ溫度小于700 ℃,有利于容器I平衡向逆反應方向移動.容器Ⅱ平衡向正反應方向移動.容器I中CO的轉化率相應減小,容器Ⅱ中CO,的轉化率同樣會相應減小,容器I中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2:的轉化率之和小于 1.答案為(C)(D).

三、化學方程式法

在化學變化中,物質的結構、性質、變化郁足十分復雜的,這時候化學方程式的作用就得以充分的發揮,化學方程式簡單,明了,能夠有效地使復雜的題型變得簡單,化學中的很多實驗和方法法都是建立在對等的條件下,包括物理變化,化學變化,如混合物和純凈物.再例如化合反應和分解反應,就連化學方程式的前后都是辯證而統一的,掌握好方程式的對等關系,在進行題目的分析,根據方程式進行解題.

例3 (2010上海市高考)由5 mol Fe2O3,4 mol Fe3O4和3 mol Fe0組成的混合物,加人純鐵1 mol并在高溫下和Fe2O3反應。若純鐵完全反應,則反應后混合物中FeO與Fe2O3,的物質的量之比可能是( )

(A)4:3 (B)3:2 (C)3:1 (I))2:1

解析:此題考查了化學計算知識.分析題給混合物和高溫 -發生的反應,可知當Fe203+ Fe= 3Fe0時,反應后混合物中含確6 mol Fe0、4 mol Fe203,則Fe0與Fe2O3,的物質的量之比為3:2;當發生反應:Fe20 3+Fe+ Fe0=Fe2O3時,反應后混合物中含有2 mol Fe0,4 mol Fe203,則Fe0與Fe2O3,的物質的il}之比為1:2;當兩反應均存在時,Fe0與Fe2O3,的物質的量之比處于兩者之間,故(B)(C)可能.這道題就是基于化學方程式的一道典型題目,把幾種可能的反應化學方程式列出來,然后從最大值最小值去分析,使其因果關系顯得十分明顯、簡單,從而迅速地做出正確判斷的方法.

四、極限法

極限判斷是指從事物的極端上來考慮問題的一種思維方法,該思維方法的特點是確定了事物發展的最大(或最?。┏潭纫约笆挛锇l生的范圍.這種方法,適合定性或定量地求解混合物的組成,一般是處理混合物計算時使用,就是假定混合物只含有其中一種成分,通過定量計算,可以得出某些數據的取范圍.

例4在標準狀況下H,和Cl,的混合氣體Al,經光照后完全反應,所得氣體恰好能使6 mol的NaOH完全轉化為鹽,則a,b的關系不可能是下列的( )

(A)6= a/22.4

(B)6>a/22.4

(C)6≥a/11.2

(D)6

解析:氣體恰好能使6 mol的NaOH完全轉化為鹽,是該題的關鍵之處.氣體恰好是指能與NaOH反應的氣體能完全與之反應并轉化為鹽,而不是氣體無剩余(可能剩余H7).以此可用極限法去分析,即NaOH的最小值為aL全為H2,NaOH的最大值為n L全為Cl2.若,aL全為H2時,耗堿量為O,若aL全為Cl2時耗堿量最大,此時b= a/11.2.因此對二者的混合氣體而言,耗堿量應介于0 - a/ll.2之間,故a、b關系不可能的只有(C).

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