2019高考化學解題方法系列專題 09

2022-05-16 11:05:53 字數 4640 閱讀 6716

2012高考化學解題方法系列專題專題9·整體思維、逆向思維、轉化思維、轉化思維妙用

化學問題的解決與思維方法的正確運用有著密切的關係,運用科學的思維方法來分析有關化學問題,可以明辨概念,生華基本理論,在解題中能獨闢蹊徑,化繁為簡,化難為易,進而達到準確、快速解答之目的。下面例談化學解題中的一些常用思維技巧。

一、整體思維

整體思維,就是對一些化學問題不糾纏細枝末節,縱觀全域性,從整體上析題,以達到迅速找到解題切人點、簡化解題的目的。

例1、將1.92g cu 投入到一定量的濃 hno3 中,cu 完全溶解,生成的氣體越來越淺,共收集到標準狀況下672ml氣體。將盛此氣體的容器倒扣在水中,求通入多少毫公升標準狀況下的氧氣可使容器中充滿液體。

解析:按一般解法解此題較為複雜。如果拋開細節,注意到它們間的反應都是氧化還原反應,把氧化劑和還原劑得失電子相等作為整體考慮,則可化繁為簡。

濃 hno3 將 cu氧化後自身被還原為低價氮的氧化物,而低價氮的氧化物又恰好被通入的氧氣氧化,最後變成 hno3 ,相當於在整個過程中hno3的化合價未變,即1 .92 g cu相當於被通入的氧氣氧化。由電子得失守恆知 ×2 =×4 解之,v(o2 )=0.

336l 即通入336mlo2即可。

例2、某種由k2s和al2s3組成的混合物中,這兩種組分的物質的量之比為3:2,則含32g硫元素的這種混合物的質量是

a.64g b.94g c.70g d.140g

解析:由k2s和al2s3的物質的量之比為3:2,可將它們看作乙個整體,其化學式為k6al4s9。得k6al4s9~~~~9s

630 9×32

x 32g

用此方法,答案很快就出來了,為70g。

答案:c

例3、 有5.1g鎂,鋁合金,投入500ml 2mol/l 鹽酸溶液中,金屬完全溶解後,再加入4 mol/l naoh溶液,若要達到最大量的沉澱物質,加入的naoh溶液的體積為多少? ( )

a.300 ml b.250 ml c.200 ml d.100 ml

解析:物質之間的轉化為

mg hcl mg2naoh mg(oh)2

al3al(oh)3

alh+ clnacl

從反應的整體來觀察,原溶液裡的cl- 和加入的na+都不參加反應,最終生成nacl,即,n(hcl)=n( naoh)

v( naoh)= n(hcl)/ c( naoh)=2×0.5/4=250ml

答案:b

例4、 淺綠色的fe(no3)2溶液中,存在如下平衡:

fe2++2 h2o fe(oh)2+2h+

若在此溶液中加入鹽酸後,溶液的顏色將變其原因是

例5 、已知脂肪烴c4h10在光照條件下和氯氣發生取代反應,問其一氯取代物可能有幾種?而

解析:不少學生回答:2種。

有些甚至是不假思索地口答的,還洋洋得意地說,c4h10有兩種等效氫,所以一氯取代的同分異構體就是等效氫的數目。造成這樣的錯誤,原因很大一部分在於學生沒有從整體上考慮物質可能存在的結構,而是依靠記憶,或者僅憑上課模糊的印象,知道丁烷(ch3ch2ch2ch3)滿足c4h10而答題的,這樣答題情況,在一開始學習有機化學的時候,出現在很多學生的身上。

解題時應從c4h10整體進行考慮,由於題幹中未告訴我們此分子式代表的具體是什麼物質(這樣的題幹也是有機當中非常常見的一種情況),所以它可能是丁烷(ch3ch2ch2ch3),也可能是2-甲基丙烷((ch3)3ch),也就是說,首先要弄清c4h10本身就有兩種同分異構體,接著用到「等效氫」的知識,判斷出丁烷和2-甲基丙烷各有兩種等效氫,所以一氯取代物應該可能有四種(cl ch2ch2ch2ch3, ch3ch cl ch2ch3,(ch3)3ccl,(ch3)2ch ch2cl。)

二、逆向思維

逆向思維是指思維程式與通常相反,不是從原因來推知結果,而是從結果入手分析解題思路,逆向思維有它的獨特性,能克服思維定勢的消極影響,充分運用逆向思維來求解某些化學問題時,有時比正向思維來得更簡單,更巧妙。

例1、a gcu可與含有bghno3的溶液恰好反應。若a: b = 4:10.5,則被還原的hno3的質量為 (   )

a. b g b. g c. g d. g

解析:cu與hno3反應時因硝酸的濃度的不同,其還原產物也不同。若正向思維,則參加反應的cu與被還原的hno3之間的量的關係難以確定。

但若考慮反應中未被還原的硝酸,則問題可迎刃而解。依題意知,參加反應的cu為mol,起酸作用的hno3為mol,其質量為 mol×63g/mol = ag,進而可知被還原的hno3的質量為(b-a)g , 因a : b = 4:

10.5,即a =,故被還原的hno3的質量為g。

例2、鋅粉、鐵粉、鎂粉的混合物4 g與一定質量25%的稀h2so4恰好完全反應,蒸發水分後,得固體物質100 g,則生成的氫氣質量為( )

a、2 g b、3 g c、4 g d、5 g

【解析】本題如果採用正向思維將鋅、鐵、鎂的質量分別設未知數進行分析、計算,則過程非常複雜,頭緒也較多。而採用逆向思維按以下思路解析:反應前後各元素的質量不變,由題意可知:

鋅、鐵、鎂三種金屬全部參加反應,分別生成了硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂,則蒸發水分後所得100 g固體物質(硫酸鋅、硫酸鐵、硫酸鎂的混合物)中,包含鋅、鐵、鎂三種元素總質量為4 g,其它的96 g則為so4 的質量,繼而根據反應中h2與so4的關係,求得生成的氫氣的質量為2 g。

由此可見逆向思維對培養思維的靈活性和敏感性是非常有益的。

例3、等質量的兩種金屬m和n分別與足量的稀硫酸反應,都生成+2價金屬的硫酸鹽和氫氣。生成的氫氣質量m(縱座標)與反應時間t(橫座標)的關係如下圖

(1)比較m、n兩種金屬的活動性強弱

(2)由圖中的兩條直線還可以得出的結論有

【解析】本題給出的是金屬與酸反應時生成的氫氣質量與時間的曲線,很多學生會感到無從下手,若是逆向思考:曲線上公升得越快,說明金屬與稀鹽酸反應得越劇烈,該金屬的活動性越強。同時從圖中可以看出m產生的氫氣質量比n多,完全反應所需時間少。

例4、根據以下圖推斷(假設能發生反應的均反應完全)

(1)若b是水,則a是 ;(填化學式)

(2)若b是酸溶液,則a是 ;(填化學式)

(3)寫出c與bacl2溶液反應的化學方程式: 。

例5、在co和co2的混合氣體中,氧元素的質量分數為64%,將該混合氣體5㎏通過足量的灼熱的氧化銅,充分反應後,氣體再全部通入足量的澄清石灰水中,得到的白色的沉澱的質量是多少?

【解析】本題如果按部就班,涉及到的反應較多,資料較多,計算繁瑣,易於出錯。而如果把握住最終反應產物是碳酸鈣,採用逆向思維,找出碳酸鈣和起始反應物co和co2的混合氣體之間所存在的c-caco3守恆關係,則極易走出「山重水複」,迎來「柳暗花明」。

三、極端思維

極端思維是把研究物件或過程變化通過假設定理想的極端值,得極端情況與實際情況的對比,分析偏差發生的原因,作出合理的判斷。

例1、將標準狀況下的no、no2、o2的混合氣體充滿容器,倒置於水中完全溶解,無氣體剩餘,若產物也不擴散,則所得溶液的物質的量濃度的數值範圍是 (    )

a.< c <

b.< c <

c.< c <

d.無法確定

解析:此題可用極端思維來分析,因溶於水後無氣體剩餘,若原混合氣體中無no,則發生 4no2 + o2 + 2h2o = 4 hno3 的反應, 5mol氣體轉化為4mol hno3,c(hno3) =×(mol/l) = (mol/l );若原混合氣體中無no2,則發生 4no+3o2 + 2h2o = 4 hno3 的反應,7mol氣體轉化為4mol hno3,c(hno3) =×(mol/l) = (mol/l)。由於是混合氣體,則所得hno3溶液的物質的量濃度的數值範圍是< c <。

例2、在密閉容器中進行x2(g)+3y2(g) 2z(g)的反應,其中x2、y2、z的起始濃度依次為0.1 mol·l-1、0.3 mol·l-1、0.

2 mol·l-1,當反應達到平衡時,各物質的濃度有可能的是( )

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】假設反應向正方向進行完全,則生成物z的濃度為:c(z)=0.4 mol·l-1,但該反應為可逆反應,故備選項a、d中,c(z)≥0.

4 mol·l-1不合題意。假設反應逆向進行到底,則c(x2)=0.2 mol·l-1,c(y2)=0.

6 mol·l-1,顯然c也不合題意。

【答案】b

例3、用注射器吸入少量no2和n2o4的混合氣體,發生如下反應(如圖所示)

2no2(g) n2o4(g)

(1)當活塞迅速向外拉時,氣體的顏色先變後變最終和最初相比更深。

(2)當活塞迅速向里推時,氣體的顏色先變後變最終和最初相比更深。

例4、一定量的混合氣體在密閉容器中發生反應:ma(g)+nb(g) pc(g)達到平衡時,維持溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2,當達到新的平衡時,氣體c的濃度變為原平衡時的1.9倍,則下列說法正確的是( )

a.m+n>p b.m+n<p

c.平衡向逆反應方向移動 d.c的質量分數增加

【解析】當氣體體積縮小到原來的1/2,假設平衡未發生移動(虛擬出一種中間狀態),則c的濃度為原平衡時的2倍,而事實上平衡發生了移動,平衡移動的結果是c的濃度為原平衡時的1.9倍,則可認為由虛擬中間狀態向逆反應方向發生了移動。即增大。

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