假设法在高中化学解题中的应用分析

2017-06-08 00:22蒋天平
中学教学参考·理科版 2016年11期
关键词:氢气高中化学题目

蒋天平

[摘要]高中化学作为高中数理化三门理科课程的成員之一,是学生们需要掌握的一门重要基础学科。但是因为化学课程有大量复杂的化学公式和化学反应条件的限制,学生在掌握过程中会遇到一定的困难。为了提升学生的解题效率,需要向学生介绍一些实用的解题方法,帮助学生顺利地完成对问题的解答,而假设法便是其中之一。

[关键词]假设法高中化学解题应用

[中图分类号]G633.8

[文献标识码]A

[文章编号]1674-6058(2016)32-0110

高中化学是理科课程的重要组成部分之一,因此在高中化学测验中除了要考查学生对化学反应条件和原理的认识和理解之外,还对要学生的解题计算能力进行考查。在教学过程中,要向学生强调基本的解题思路:理解题目条件、选择合适的和解题方法、进行实际运算与结果检验。化学问题的解题方法众多,常见的有守恒法、估算法、差量法、设一法等。这些方法大多是在学生了解反应条件和反应方程式的情况下,才能顺利应用。而部分题目所给条件并不充分,按照上面这些常规方法进行题目的解答,对于学生来说会有一定的困难。

在这样的解题思路指导下,想要解决缺少必要条件的化学计算解答难题,假设法则不失为一种有效的方法。假设法因其富有创造性的思维特点,已成为高中化学解题的重要方法之一。

一、假设法分类及其解题特点

假设法是理科中较为重要的解题方法之一,即对题目中缺失的条件做出假设,并以此为前提条件进行推理计算。其主要分类及各类解题特点具体如下:

1.极端假设法。研究目标反应物质和整个化学反应的变化过程,对题目中涉及的一种或多种极端情况进行假设,以假设的状况作为成立条件进行分析,最终确定区间范围。这种解题方法,适用于高中化学题目中解题或反应条件不足,无法求出准确值的情况。在使用时需要做到:正确找出题目中的化学反应;根据化学反应方程式做出合理假设,根据假设进行具体的解题计算得出极端情况下的数值区间,根据得到的数值区间做出合理的选择判断。这种方法主要适用于解答化学选择题。

2.赋值假设法。这种解题方法与极端假设法有些类似,但主要应用于没有具体数值的化学解题过程中。针对题目中的字符数值根据具体的反应方程式的特点假定一些量化的具体数值,将抽象的内容变成具体浅显的运算,促进学生对题目的理解与掌握,从而提升学生的解题效率。这种解题方法在选择题和具体的解答题中都能得到很好的应用。

3.过程假设法。通过将题目中复杂的反应过程,分解为多个简单反应过程的叠加,从而降低学生的思维难度。这种解题方法能够有效减少学生的解题时间,从而提升解题效率。该法在化学选择题和解答题中都有广泛应用。

4.变向假设法。这一假设法又称转向假设法。根据解题的实际需要,通过假设改变反应的方向、条件等内容,如建立等效平衡或者假设影响变化的某个条件不变等,由问题的其他角度进行思考,寻找解题突破口。这种解题方法能够训练学生的思维,在解题训练中应用能够有效提升学生的解题效率。

二、假设法在高中化学解题中的具体应用

对假设法有了具体的了解之后,我们应结合实际题目来具体分析假设法在高中化学解题中应用。

[例1]现有一份20.75克由两种金属粉末组成的混合物,将其投入到足量的盐酸中,充分反应后收集到1克氢气,分析该混合物的组成成分可能是( )。

A.锌和铁 B铜.和锌

C.镁和铜 D.锌和铝

解析:在选项中出现的金属有Zn、Fe、Cu、Mg、A1五种,其中铜不与盐酸反应。接下来,继续假设有Zn、Fe、Mg、A1各20.75克,分别与足量稀盐酸反应,计算得到氢气的质量分别为:0.64克、0.74克、1.73克、2.3克。题干中,收集到的氢气质量为1克,且要求混合物是由两种金属组成。因此两种混合的金属中,一种金属与酸反应产生的氢气应大于1克,另外一种金属与酸反应产生的氢气则小于1克或不与酸反应,另一种与酸反应产生的氢气大于1克。因此可推测应该是C和D两种情况。

[例2]A、B、C三种气体,按照物质的量之比为1:1的比例,将A、B混合在一起,置于密封的容器中,反应为A+2B=2C(反应可逆),当反应达到平衡时,测量出混合气体中反应物的总物质的量和生成物的总物质的量之比为3:2,则B的转化率为( )。

A.50% B.40% C.67% D.33%

解析:这道题可以使用赋值假设法进行解答,分析如下:化学方程式中B、C的计量数均为2,假设达到平衡时,生成物C的物质的量为2mol,那B转化的物质的量则同样为2mol,A转化的物质的量则为1mol。反应物总共转化的物质的量为3mol,剩余反应物总物质的量也是3mol。反应开始时,反应物总的物质的量为6mol,起始阶段A:B=1:1,可得出B物质的量为3mol,B的转化率为2mol/3mol×100%≈67%,所以此题选C。

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