王贞
化学思维、化学计算是高中化学学习的重要内容,当然扎实的理论基础是非常必要的,是解决高中化学题目的必要条件,选取最适当、最简便的方法去解决高中化学题目,有利于节省时间、提高正确率。以下是我在教学过程中,总结出来的相关经验,仅供大家参考和学习。
一、 数形结合法
根据题目讲述的内容,已知图像还有化学反应分析过程,了解图形中的横坐标、纵坐标还有直线或者曲线中的起点、转折点、交点和终点所表示的含义,以及每个化学反应阶段和过程是怎么样的,分析清楚化学情景、点和点之间的化学反应过程。如果是根据题目绘制图像,就需要根据化学方程式找出这些转折点处,其质量或者物质的量的多少、取值范围等,利用化学反应连续性的性质,确定出正确的函数关系表达式,再代入,绘制出示意图。
二、 转换信息法
一般的化学题目,都会给出很多的信息,再提出问题。基本模式是:题目+一些问题。而在题目提出问题之前的这些信息,大多数是对某个新物质或者对某个实验过程的讲解或者表述,大多数是学生没有接触过的非常规性质的新知识,这些信息一般都来源于最近的科技发展和科技进步,文字描述中会有比较多的不必要信息,简称干扰信息,也有可能是并未明显说明的浅藏的解题信息。
对于这类题型,一般的解题思路是提取信息、转换信息,再加上前后推理得出结论。解题需要注意的问题:读懂题目,利用已学过的知识进行正确的推理。
【例1】科学家在1985年发现了一种新的分子C60,对C60的大量研究取得了一系列惊人的成果。一年前某国科学家用巨型计算机进行模拟后确认,由60个氮原子可以结成稳定的N60分子,N60和C60为球状分子。N60的原子键一旦被破坏,就会释放出大量的热,变成N2,可以成为现在世界上药性很强的炸药或者性能最佳的火箭燃料。
问题:1N60和C60是不是同分异构体?
2N60和N2,谁更稳定?
分析:题目1,我们要分析同分异构体和同素异形体的概念,经过分析可以知道,答案是否定的。题目2,原子键被破坏,放出大量的热,由能量越低越稳定的化学性质可以知道,放热后变成的N2能量低更稳定,也就是N2比N60更稳定。
三、 极值判别法
极值,顾名思义就是极限的数值。采用极值判别的方法,就是将复杂的问题,省略掉中间过程,假设处在某1个或者是某2个极端的状态(最多、最少或者最大、最小),复杂的中间过程被省掉之后,从极端的角度思考问题,再计算出极值,最后确定一个范围。关于以下几类问题可以采用极值判别法:
1在可逆反应的题目中,要求某个量的大小,可以将反应看作完全反应,最后分析结果;
2在可逆反应中,计算气体的平均相对分子质量时,将可逆反应看成可进行到底的反应,根据反应完全后的计算结果,分析中间的可能值,得出答案;
3在区别混合物的组成时,将混合物看做某一个纯净物来分析;
4在判断生成物的组成或者反应物是不是过量时,可从很多个平等反应中提取出某一单一反应进行分析。
【例2】一位同学做高锰酸钾制取氧气的实验,在收集到所需要的氧气后停止加热,高锰酸钾没有分解完全。问剩余固体混合物中锰元素和氧元素的质量比不可能是下面哪个()。
A55∶45B55∶50
C55∶58D55∶62
分析:这题不是一般的化学计算题,它没有给解题者任何的计算数据,是一个不定量分析的过程。首先如果完全分解,那么高锰酸钾分解成的锰元素和氧元素原子个数比为2∶6,那么质量比为55∶48,假设高锰酸钾没有反应,则剩余的固体高锰酸钾中锰元素和氧元素的质量比为55∶64,由题目的没有完全反应可以知道,锰元素和氧元素的质量比应该在55∶64与55∶48之间,所以,应该选择答案A。
四、关系式法
建立关系式,灵活解决各类计算题,已经成为化学解题方法的经典,也是对每步都一板一眼的解题过程的挑战。利用化学物质中有着承前启后的桥梁作用的物质,将反应物和生成物及所涉及的物质的关系用式子表示出来。建立关系式的一般过程为:1清楚每步化学方程式,建立计量之间的关系式;2将每步方程式进行有效合并;3利用原子守恒,得出题目所需的关系式。
五、 讨论法
讨论法分为以下三种:
1未知数不定时的讨论。在题目给出条件时,或许有两个、三个或者更多的数是不知道的,乍看会以为有无数个解,这里要根据化学的实际情况和反应原理来分析,限制未知数的某些情况,得出结果。
2讨论极值的问题。极值法重在数学分析和数学思想的灵活应变。化学极值法在高中化学解题过程中运用得比较多,一般是针对混合物判断组成和计算题中的数据不足的问题。极值法能将复杂的问题简单化、抽象的问題具体化。
3区间讨论法。在数轴上根据不同的点把数轴分成几个区间,然后分区间讨论问题。N个点可以分成N+1个区间,然后讨论这些区间变化的原因和在此区间的反应包括哪些。化学题目和其他学科不同的是,有很多时候都可以用字母代表数据,这就造成了表示的不确定性,反应物用量不同,生成物就不同。对于这样的题目,首先需要注意的问题是找出临界点,然后根据临界点,判断不同用量比,得出不同区间的讨论结果。
【例3】现有氧化铜和炭粉混合物共A mol,将它在隔绝空气条件下加热。反应完全后,冷却,得到残留固体。写出可能发生的化学反应方程式。若氧化铜在混合物中物质的量比值为x(0 解答分析:经过分析可以知道,x的临界点为1/2和1/3,然后就可以分成3个区间进行讨论,最后得出不同区间有不同的关系式。 六、 总结 在高中化学解题过程中,还有代入法、定值法、排除法、估算法、等效代换法、思考法等等多种方法,有些是常用的,有些是经典的或者新颖的。在高中化学教学过程中,要不断总结经验,奠定学生扎实的基础之后,让他们掌握不同的学习和解题方法,达到培养学生思维和运用知识的能力,为塑造创新型人才作贡献。 参考文献 [1]郑梅春.高中化学计算题解题方法小结[J].教学实战,2009(21). [2]袁来德.化学计算中的解题方法和技巧[J].中学生数理化(高一版),2009(1). [3]陈学莲.巧用守恒法解题[J].考试周刊,2011(77). [4]李海江.高中化学的解题思路和技巧[J].考试周刊,2012(7). (责任编辑罗艳)