題目:常用化學(xué)計(jì)算方法、化學(xué)綜合計(jì)算技巧
[考點(diǎn)掃描] 1.混合物反應(yīng)的計(jì)算。
2.反應(yīng)物中有一種過量的計(jì)算。
3.多步反應(yīng)的計(jì)算。
4.無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)缺省型計(jì)算。
5.范圍討論計(jì)算。
6.依據(jù)某些信息,定量推導(dǎo)出某些結(jié)論和規(guī)律的信息遷移類計(jì)算題。
7.中學(xué)化學(xué)計(jì)算中常見的解題方法: ①差量法;②關(guān)系式法;③守恒法;④極端假設(shè)法;⑤討論法;⑥平均值法;⑦十字交叉法;⑧估算法;⑨圖像法;⑩等效平衡法。
8.將化學(xué)問題抽象成為數(shù)學(xué)問題,利用數(shù)學(xué)工具,通過計(jì)算和推理(結(jié)合化學(xué)知識),解決化學(xué)問題的能力。
9.有關(guān)晶體計(jì)算是近年考試命題的新趨向,它能較好地考查學(xué)生空間思維和想象能力。
[知識指津] 1.正確理解化學(xué)方程式的意義,準(zhǔn)確書寫化學(xué)方程式,求出相關(guān)物質(zhì)的摩爾質(zhì)量是化學(xué)方程式計(jì)算的關(guān)鍵。要防止化學(xué)方程式不配平,列比例式時相關(guān)物質(zhì)上 下單位不統(tǒng)一而造成錯誤。注意解題規(guī)范,合理使用單位和有效數(shù)字。
2.混合物反應(yīng)的計(jì)算是化學(xué)計(jì)算中的一種最基本的類型。混合物可以是固體、氣體或溶液,解題過程中必須仔細(xì)審題,理清各物質(zhì)之間量的關(guān)系,必要時可采 用圖示或簡捷的化學(xué)用語表示。二元混合物是混合物計(jì)算中最重要也是最基本的一種類型,其一般解題思路是:設(shè)兩個未知數(shù),然后根據(jù)有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式中物 質(zhì)的量關(guān)系,列出二元一次方程組求解。
3.判斷反應(yīng)物中有一種過量的化學(xué)計(jì)算題出現(xiàn)較多,其判斷的方法因題型(即所給已知條件)不同而不同。常見的方法有常規(guī)方法、極端假設(shè)法、產(chǎn)物逆推法 等。因此判斷的方法靈活多變,具有一定的難度。
4.多步反應(yīng)的計(jì)算應(yīng)先寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式,然后找出起始物質(zhì)與最終物質(zhì)之間的關(guān)系,再用關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。此類題目往往涉及物質(zhì)純度、轉(zhuǎn)化率、 利用率、產(chǎn)率等概念。
5.無數(shù)據(jù)計(jì)算題較特殊,字里行間無任何數(shù)據(jù),卻要進(jìn)行計(jì)算。這類題型在一定程度上增大了解題的難度和迷惑性,但只要掌握了它的解法,并不難。無數(shù)據(jù) 型計(jì)算題的常用解法有等量法、假設(shè)法和推理法等。
數(shù)據(jù)缺省型題目的特點(diǎn)是:構(gòu)成計(jì)算要素的已知量缺省,要求學(xué)生根據(jù)計(jì)算要求補(bǔ)充這一缺省量,然后進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。數(shù)據(jù)缺省型計(jì)算題是近幾年國家命題組開 發(fā)出來的成功計(jì)算題型。此類試題對考查學(xué)生邏輯思維能力及學(xué)習(xí)潛能特別有效。
6.范圍討論計(jì)算是近幾年高考題中出現(xiàn)的一種新題。此類題目融化學(xué)原理、元素化合物知識、數(shù)據(jù)分析、邏輯推理于化學(xué)計(jì)算之中,技巧性強(qiáng),方法靈活,因 而是高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。范圍討論計(jì)算所依據(jù)的化學(xué)原理是反應(yīng)物之間相對含量不同而產(chǎn)物不同(如H2S與O2反 應(yīng)、Na2O2與NaHCO3共熱、Cl2與NH3反 應(yīng)等),所以,此類題目實(shí)際上是過量計(jì)算的演化和延伸。范圍討論計(jì)算的解題方法思路是:
(1)寫方程式、找完全點(diǎn)。即寫出因反應(yīng)物相對量不同而可以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式,并分別計(jì)算找出二者恰好完全反應(yīng)時的特殊點(diǎn)。
(2)確定范圍、計(jì)算判斷。即以恰好完全反應(yīng)的特殊點(diǎn)為基準(zhǔn),討論大于、小于或等于的情況,從而劃出相應(yīng)的區(qū)間,確定不同范圍,然后分別討論在不同范 圍內(nèi)推測判斷過量,從而找出計(jì)算依據(jù),確定計(jì)算關(guān)系,得出題目答案。
7.差量法是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生的變化,找出所謂“理論差量”,這個差量可以是質(zhì)量差、體積差、物質(zhì)的量差、濃度差等,該差量的大小與參與 反應(yīng)的物質(zhì)有關(guān)量成正比。差量法就是借助于這種比例關(guān)系,根據(jù)題意確定“理論差量”,再根據(jù)題目提供的“實(shí)際差量”,列出比例式,求出答案。
8.關(guān)系式法是根據(jù)最初反應(yīng)物和最終生成物之間量的關(guān)系,寫出關(guān)系式(一般采用物質(zhì)的量之比),一次列式求解,而不必對每一步反應(yīng)都進(jìn)行計(jì)算。正確提 取關(guān)系式是用關(guān)系式法解題的關(guān)鍵,提取關(guān)系式的常用方法有:
①從化學(xué)方程式中提取關(guān)系式;
②從化學(xué)式和電極反應(yīng)式等中提取關(guān)系式;
③從物質(zhì)和對應(yīng)的差量之間提取關(guān)系式。
9.守恒法就是抓住化學(xué)反應(yīng)過程中始終保持不變的“恒量”進(jìn)行計(jì)算,如質(zhì)量守恒、元素守恒、電荷守恒、得失電子守恒等。運(yùn)用守恒解既可避免書寫繁瑣的 化學(xué)方程式,提高解題的速度,又可避免在紛紜復(fù)雜的解題背景中尋找關(guān)系式,提高解題的準(zhǔn)確度。
10.極端假設(shè)法就是運(yùn)用極限思想,采取極端假設(shè)把問題或過程推向極限,使復(fù)雜的問題變?yōu)閱我换?、極端化和簡單化,通過對極端問題的討論,使思路清 晰,過程簡明,從而迅速準(zhǔn)確地得到正確答案。常用于混合物的計(jì)算、化學(xué)平衡、平行反應(yīng)等。
11.借助數(shù)學(xué)工具解決化學(xué)問題。化學(xué)計(jì)算能力以化學(xué)知識和技能為載體,測試考生將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題,利用數(shù)學(xué)工具,通過計(jì)算和推理,解決化學(xué) 問題的能力。主要包括數(shù)軸的借用、函數(shù)的思想、討論的方法、空間想象的能力及不等式的遷移等多方面的知識。該類題目的解題思路是:運(yùn)用所掌握的數(shù)學(xué)知識, 通過分析化學(xué)變量之間的相互關(guān)系;建立一定的數(shù)學(xué)關(guān)系(等式、函數(shù)、幾何模型、圖像關(guān)系、不等式、數(shù)列、數(shù)軸),用以解題。
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