科学假设，有效提升高中化学解题效率

江苏省如皋中学 石红炽

在高中化学习题中，有些题目给出的条件并不充足，如果使用常规的解题思路，很难解出答案，学生在遇到这些题目时常常会感到棘手。对此，教师可以引导学生应用科学假设进行解题，通过转化问题，获得更明确的思路，提高解题效率。

一、应用极端假设解题

极端假设是根据问题的条件，作出一种或多种极端的假设，然后对这些假设进行分类讨论，确定答案存在的区间。极端假设适用的问题一般只要求解出一个范围性的答案，对具体的数值没有要求。在应用极端假设进行解题时，需要遵循以下四个步骤。第一，分析题干条件，确定化学反应过程；第二，根据题中给的条件和所要求的答案，作出极端假设；第三，写出化学方程式，结合题中数据计算极值；第四，结合多个极值，确定答案范围。极端假设法是一种非常实用的解题方法，能够在多种题目的解题中应用，比较常见的有，求化学反应的生成物的量的范围和求混合物的组成。除了在这些特定类型的题目中应用找出解题思路，极端假设法还能在常规类型的选择题中应用，确定答案大致范围，加快解题速度，快速选出答案。

例如，一定条件下，CO和水蒸气在密闭容器内进行反应，CO+H2O→CO2+H2，当反应达到平衡时，测得其中的CO2的物质的量为0.6mol，已知初始状态下，CO的物质的量为1mol，现在容器中再通入4mol水蒸气，再次达到平衡时，容器中CO2的物质的量（ ）

A.等于0.6mol

B.等于1mol

C.大于 0.6mol，小于 1mol

D.大于1mol

这是一道典型的求范围的题目，特殊的地方在于此反应为可逆反应。可逆反应在达到平衡时，如果增加反应物的浓度，会导致反应的平衡正向移动，题目中通入水蒸气，而没有增加CO，因此水蒸气的浓度会变大，CO浓度保持不变，随即平衡正向移动，CO的转化率会得到提高，但不会完全反应。题目中，第一次达到反应平衡时，其中CO2的物质的量为0.6mol，通入水蒸气后，反应正向进行，CO2的物质的量必然增加，但无法确定具体增加多少。此时可以应用极端假设法，假设CO完全反应，1mol的CO可以生成 1mol的CO2，可以得出CO2的实际值必然在0.6mol到1mol之间，因此答案选C。

二、应用等效假设解题

有些化学题目中涉及非常复杂的混合物，如果直接对每一种物质的量进行计算，求解过程会十分复杂，很容易出现错误。对于这类题目的求解可以应用等效假设法，用实际并不存在但形式简单的分子式代替题目中复杂的分子式，将复杂题目转化为另一种思路清晰的等效题目，然后再进行求解，就能够更加顺利和准确地解出答案。例如，已知某混合物中包括M gO、M gSO4和M gH PO4三种物质，其中镁的质量分数为33%，求其中氧元素的质量分数。对于这道题的求解，如果直接计算M gO、M gSO4和M gH PO4的量，再计算其中氧元素的质量分数，是无法得出答案的。应用等效假设法，通过分析三种物质的质量分数，可以把原本的混合物等效为M gO和SO3、（H PO3）两种组分，其中 H PO3和 SO3的质量分数相等，可以等效为一种，然后再根据镁的质量分数以及在各物质中镁和氧的比例分别计算出每一种组分中中氧的质量分数，最后相加，得出结果。具体的解题过程如下：首先，分组。根据相对分子质量对混合物组分进行等效代替，M gSO4可以用 M gO+SO3等效，M gH PO4可以用M gO+H PO3等效。第二，计算。M gO中氧的质量分数为×33%=22%，混合物中等效M gO的质量分数为33%+22%=55%，等效SO3的质量分数为1-55%=45%，SO3中氧的质量分数为×45%=27%。最后，将计算得出两组分中的氧的质量分数小家，可以得出，原混合物中国氧元素的质量分数为22%+27%=49%。

三、应用参照量假设解题

在某些化学问题的解题中，应用参照量假设，可以将题目中某个变化的量作为参照量，以此为基础进行进一步的分析计算，将变化复杂的问题变得更具确定性，方便求解。例如，密闭容器中有N aO H和N aH CO3的混合物，加热至280℃充分反应产生气体并排除，反应结束后容器内固体质量为16.6克，已知原混合物的质量为18.4克，试计算原混合物中N aO H的质量分数。对于这道题的求解，首先分析可能发生的反应，有N aO H+N aH CO3→N a2CO3+H2O↑和2N aH CO3=N a2CO3+H2O↑+CO2↑。计算之前需要确定第二个反应是否发生。利用参照量假设，可以将N aO H和N aH CO3恰好完全反应时生成气体的量X作为参照量，通过计算，（84+40）∶18=18.4∶X，可以得出X=2.67克，而实际产生气体的量为18.4-16.6=1.8克。因此N aO H过量，N aH CO3完全反应，不会发生第二个反应。根据第一个反应方程式，可以计算出混合物中N aH CO3的量，然后即可得出N aO H的量。

四、应用途径假设解题

除了以上三种科学假设外，在高中化学解题中比较实用的科学假设法还有途径假设法。在求解陌生的化学反应相关的问题时，可以应用途径假设，用熟悉的化学反应过程代替题目中的反应过程。例如，A容器中有1克SO2和1克O2，B容器中有2克SO2和 2克O2，已知A、B两容器温度相同、体积相同，问两个容器中的反应都达到平衡时，哪个容器中的SO2转化率高一些？对于这道题的求解，可以先假设A容器体积为V，然后分析题干条件，将B容器的体积设为2V，这样两个容器中的反应物浓度完全一致，当两容器内的反应都达到平衡时，SO2的转化率也一致。由于实际的A、B容器体积相同，所以相当于在初始条件相同的两个反应中，减少B容器的体积，从而让平衡正向移动，因此B容器中的SO2转化率更高。

在高中化学习题教学中，教师要减少使用题海战术，而要重视解题技能的教学。教师应当教授学生灵活应用科学假设法，根据题型的不同，选择合适的科学假设法，充分发挥科学假设法的作用，提高学生的解题效率。