假设法在高中化学解题中的应用研究

胡羽伦��

摘要：在高中学习中，化学是非常重要的一门学科，它虽然没有语数英在高考中所占的分值比重高，但是学习化学能够让我们用科学来解释生活中的化学问题，对自然界有着更加深入的了解与认识。在高中化学解题中，我们要运用很多策略、方法，从而才能提高化学解题效率，培养起学习化学的兴趣，而假设法则是其中必不可少的一种方法。当题目中的已知条件不足时，按照常规方法难以得出答案，这时就需要我们进行假设，分类讨论。本文主要结合笔者平时在化学学科中的学习经验，分析了假设法在高中化学解题中的运用，希望能够给其他同学提供一些学习借鉴。

关键词：假设法；高中化学；解题；思维

一、 绪论

在高中化学学习中，经常会遇到这样的一类试题：第一眼看上去感觉题目条件不足而无从下手。但是如果我们能够借助于假设思维，对问题进行假设，那么就会活跃思维，有效解决问题。对化学问题进行解决时，我们一般的步骤是：理解问题；制定出得到答案的计划；计划实施；结果检验。按照这样的解题步骤能够让我们思路变得更加清晰，有效得出问题答案。假设法作为高中化学解题中常用的一种方法，能够发挥出意想不到的解题作用，倘若我们对这一方法善于运用，在平时解题中定会起到事半功倍的效果。但是由于我们学生在平常学习中总结能力不足，虽然做过的题很多，但是却不懂得巧妙运用各种解题策略，因此对于假设法类型以及应用策略加以总结，并将结合具体的案例进行分析说明，这对于我们提高化学成绩大有裨益，同时也有着非常重要的现实意义。下面将对高中化学解题中经常用到的一些假设法进行论述，同时进行详细的解析，希望能够为其他同学所借鉴。

二、 极端假设法在高中化学解题中的运用

极端假设法是高中化学学习中非常常见的一种假设方法，主要从问题的极端出发进行讨论，进而得出答案。

例1向体积为16 mL，浓度为20 mol/L-1的浓硫酸溶液中加入过量的铜，通过对溶液加热让反应进行完全。试求被还原的铜的物质的量。

解析：该题涉及化学反应方程式，被浓硫酸所还原的铜的物质的量需要通过列出方程式进行求解。但是在该题中还涉及的一个隐形条件就是随着反应的进行，硫酸浓度会下降，而当硫酸浓度达不到浓硫酸时，反应就会停止。所以该问题需要求出浓硫酸与铜能够起反应的浓度区间，而非准确的数字。该题运用极端假设法，由于所加入的铜是过量的，因此假设浓硫酸能够完全反应，这样就能够很容易求出该问题中的最大值。详细的解题过程如下：

该题的反应方程式为：Cu + 2H2SO4（浓） = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O

通过方程式可以得出铜与浓硫酸的物质的量比为1∶2，也即是1 mol的Cu与2 mol的浓硫酸发生反應。从而可以得出浓硫酸的物质的量为0.016 L×20 mol/L=0.32 mol，由于浓硫酸全部参与反应，所以可以得出所反应的铜的最大物质的量为0.16 mol，因此被还原的铜的物质的量必定要小于0.16 mol。这样类型的试题一般会设置为选择题，而选项中数值小于0.16的就是正确答案。

例2水垢是由多种物质所构成的混合物，通过检测发现其中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-。为了分析水垢具体的化学式组成，现取经过干燥充分的水垢6.32 g，加热让其中的结晶水完全失去，剩余固体A的质量为5.78 g。A经过高温灼烧后重量保持不变，其成分为CaO与MgO。灼烧中放出的气体通过过量的Ba（OH）2溶液，气体被吸收完全，所得到的沉淀质量为11.82g。试求：（1）确定固体A中是否有碳酸镁；（2）5.78 g的固体A在灼烧后重量不变时所放出的气体被碱石灰完全吸收，且碱石灰重量增加2.82 g。确定A中不同成分的物质的量。

解析：结合题目中给定条件可知n（CO2）=n（BaCO3）=11.82197=0.06 mol.水垢通过加热失去结晶水，而Mg2+转换成MgCO3，也有可能会转换成Mg（Oh）2，CO2可能是全部由CaCO3分解产生的，也可能是部分来自CaCO3分解，部分来自MgCO3分解。假如CO2全部是由CaCO3分解产生的，那么m（CaCO3）= 0.06 mol×100 g/mol = 6.00 g>5.78 g，与题意不符，因此固体A中必定含有MgCO3。假如CO2全部是由MgCO3分解产生的，那么m（MgCO3）= 0.06 mol×84 g/mol = 5.04g < 5.78g，表明A中必定含有MgCO3。

m（CO2）=0.06mol×44g/mol=2.64gm（H2O）=2.82 g-2.64 g=0.18 g

nMg（OH）2=n（MgCO3）=0.18 g18 g/mol=0.01 mol

mMg（OH）2=0.01 mol×58 g/mol=0.58 g

由n（CaCO3）+n（MgCO3）=0.06 mol，结合100n（CaCO3）+84n（MgCO3）+0.58 g=5.78 g

得出n（MgCO3）=0.05 moln（CaCO3）=0.01 mol。

三、 赋值假设法在高中化学解题中的运用

赋值假设法主要是对一些已知条件中没有具体数值或者数值以代数式形式出现的试题进行计算。当做化学题遇到这些情况时，可以人为假设一个具体数值，从而就能够将抽象问题具体化，问题也就能够迎刃而解了。

例3将等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过加有N2O2的干燥器后，混合气体体积变为原来的89，假设反应前后温度、压力均保持不变。这时混合气体中N2、O2、CO2三种气体的物质的量比为（）。

A. 3∶4∶1B. 3∶3∶2

C. 6∶7∶2D. 6∶9∶0

解析：假设在原混合气体中，N2、O2、CO2三种气体的体积均为3V，通过N2O2时只有CO2会起反应，结合方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，可知经反应后气体总体积会减少1V。由于在同温同压下，气体体积减少为原来的89，表明在反应中有2V的CO2参与反应，生成1V的O2，因此这时混合气体中N2、O2、CO2的物质的量比为3∶4∶1，因此答案为A。

例4将硝酸银加入到碘化钾溶液中，直至反应进行完全，反应后的溶液质量刚好和反应前的碘化钾溶液质量相等，那么所加入的硝酸银溶液质量分数是多少。

解析：该试题并未给出具体的数字或者表达式，当进行解答以及量化时，需要先进行赋值，设出具体的数值，从而进行求解。首先写出反应方程式：KI + AgNO3 = AgI↓ + KNO3，假设所生成的AgI的物质的量为1 mol，那么反应所消耗的 AgNO3 为1 mol，也就是170 g，结合题意，所加入的AgNO3的总质量应该与析出的AgI质量相等，而1 mol AgI的质量为235 g，因此所加入的硝酸银溶液质量分数为ω=170÷235×100%=72.34%.

四、 转向假设法在高中化学解题中的运用

转向假设法主要是将题干中已知的条件与问题进行转变，通过转向起到转换思路、简化解题过程的目的。这一思维实质上是逆向思维，在高中化学试题中，经常会见到这样的一类题：第一眼看上去，我们感觉无从下手，从已知条件中不知道该怎么得出结果。这时如果能从问题的反面出发，进行转向分析，会起到意想不到的效果。转向假设法一般的步骤为：第一，对所要求解的化学试题加以分析；第二，在经过分析之后，判断是否能直接解答；第三，如果无法直接求解，那么就要进行转向，从问题的反面出发尝试求解；第四，再次观察问题，进行假设，得出答案。

例5将质量分数分别为50%、10%的硫酸溶液按照等体积混合在一起，所得到的溶液质量分数是（）。

A. 大于30%B. 小于30%

C. 等于30%D. 无法确定

解析：假设50%、10%的两种硫酸溶液密度分别是d1、d2，如果将它们按照相同的质量进行混合（質量均为m），那么混合后的硫酸溶液质量分数可以表示成：（50%m+10%m）/2m。假如50%、10%两种硫酸溶液质量相等，那么它们的密度和体积定然不一样。密度d1>d2，而体积V1

例6有两个体积相同的容器A、B，现在同时向A、B容器中加入等物质的量的SO2和O2，在相同温度下A、B容器中均发生如下反应：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g），反应进行完全并达到平衡状态。在反应过程中保持容器A压强不变，容器B体积不变。假如容器A中的SO2转化率是p，那么容器B中的SO2转化率为（）。

A. 无法确定B.

C. >pD. =p

解析：假设容器B也是在保持压强不变的条件下反应完全，那么就可以建立起等效平衡。因为该反应属于体积减小的反应，所以容器体积有缩小的趋势，而要想让题目中给定的条件保持不变，就要把体积增大，而体积增大可以通过降低压强来实现，降压的同时平衡状态会向左移动，因此SO2的转化率会降低，该题答案是B.

五、 中值假设法在高中化学解题中的运用

中值假设法主要是在计算时，取极限范围内的中间数值作为假设数值进行参考，从而得出计算结果、解出试题答案的一种解题方法。

例7根据测定结果显示，在C3H8O与CxH12有机物所构成的混合物体系中，碳元素的质量分数是78%，氧元素的质量分数是8%，试确定CxH12是（）。

A. C4H12B. C5H12

C. C6H12D. C7H12

解析：由于本题是选择题，可以运用中值假设法。假设C3H8O化合物的含碳量为60%，根据中值定理设CxH12是C6H12，其含碳量为85.7%，而混合物中的含碳量是78%，因此运用十字交叉法可以得出C3H8O化合物中的氧含量是26.7%，C6H12的氧含量是0%，假设混合后的体系中氧含量为8%，那么运用十字交叉法可知条件符合同一性定理，因此假设成立，即CxH12确实是C6H12，本题答案为C。

五、 分步假设法在高中化学解题中的运用

分步假设法主要是在解题时分多步进行假设，通过多步验证，最终得出试题答案的一种解题方法。在学习高中化学时，我们经常会遇到这样的情况：当对于已经处于平衡状态的可逆反应中某些条件加以改变时，依然无法得出平衡反应的移动趋势，这时就要进行分步假设，得到原试题的等效状态，从而可以有效将复杂问题进行简单化处理，也容易进行比较分析。

例8在恒温下，将1 mol NO2通入到体积固定不变的容器中，体积为V。将会发生下述的反应：2NO2（g）转换成N2O4（g），也就是2 mol的NO2参与反应会生成 1 mol 的N2O4，并且最终达到化学反应平衡状态。接着向容器中再加入1 mol NO2，并且达到新的平衡状态。试确定第二次平衡状态和第一次平衡状态比起来，NO2含量增加或者是减少？

解析：要想解决这一问题，就需要运用分步假设法。假设后面加入的1 mol NO2在另外一个体积相同且固定的容器中反应完全，并且达到化学平衡，那么容器中所剩余的未反应NO2和第一次反应剩余的NO2量应当相同。而原试题中后来加入的1 mol NO2也就等价于将这两个容器合起来，体积压缩为V，这样就和原问题一样了。体积压缩会促使反应朝着正方向进行，也就是NO2的量会更加降低，这样就能得出问题的答案了。

七、 结论

总而言之，将各种类型的假设法运用到高中化学解题中是非常有必要的，可以极大地简化解题过程，帮助我们拓展思路，便于我们更好地理解并掌握解题过程。对于假设法进行分析研究，得出各种假设方法具体的运用环境，从而能够为我们高中生在学习化学时提供出很好的参考借鉴。高中化学是高中学习中非常关键的学科，而提高我们的解题能力可以有效帮助我们在考试中赢得先机，获得比别人更多的优势，正确掌握化学解题方法也是实现素质教育的重要手段。本文主要介绍了极端假设法、赋值假设法、转向假设法、中值假设法以及分步假设法，并且通过具体的案例进行说明，分析各种假设法的运用环境，让我们能够很好地掌握假设法在化学解题中的运用，起到举一反三的作用。

参考文献：

[1]范文然.极限假设思维方法在高中化学解题中的应用研究[J].数理化解题研究，2015，15：77.

[2]王思楠.极端假设法在化学解题中的应用[J].祖国，2016，19：243.