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化学解题技巧-讨论法化学计算题的求解大体上可分解成“化学原理+数学处理”两部分,只要正确理解和运用化学原理,灵活运用数学方法与技巧,就能多角度地解决化学计算问题。有些化学计算题,在己知条件下是无法计算到某一个特定值的。如果运用讨论法就会找到解决问题的答案。笔者根据讨论法在不同类型计算题中的应用,将讨论法分为极值讨论法、不定方程讨论法、区间讨论法,下面分别介绍这三种讨论法在解化学计算题中的应用。一、极值讨论法题目本身存在多个未知数,为了解题的需要,根据题意采取极端假设,减少未知数,把问题或过程推向极限,使复杂的问题变为单一化、极端化和简单化的问题,从而得到某些特殊的值即极大值和极小值,根据极大值和极小值来确定问题的所在范围。 例1:己知相对原子质量:Li为6.9;Na为23;K为39;Rb为85。今有某碱金属R及其氧化物R2O的混合物10.8g,加足量的水,充分反应后,溶液经蒸发、干燥,得16g固体。试经计算确定是哪一种金属。解:设R的相对原子质量为M 假设混合物全是碱金属,则有2R + 2H2O = 2ROH + H22M 2(M+17) 10.8g 16g 解得:M=35.3假设混合物全是碱金属氧化物,则有R2O + H2O = 2ROH 2M+16 2(R+17)10.8g 16g得:M=10.7 因10.7M0 x20,且x1x2 ),就把数轴分隔成三个不同的区间:0xx1 x1xx2 xx2 。我们把点x1和x2叫做临界点。一般来说,一个临界点可以把数轴分为两个区间,二个临界点可以把数轴分为三个区间,n个临界点可以把数轴分为 n+1个区间。 在化学计算题中,有些计算题用字母代表数据,表示反应物的用量,由于字母取值存在不确定性,反应物间过量关系就有差异,反应物之间用量比不同,会造成反应的结果不同。对于这类习题,在解题时,首先要找出临界点,如何找出临界点呢?首先根据反应物的性质确定它们可能会发生几个反应,不同反应中,其反应物的用量比不同,不同的用量比就是不同的临界点,所以有几个反应就有几个临界点。然后根据不同的临界点确定有几个区间,最后分别讨论不同区间所得到的结果。例3:现有氧化铜和炭粉混合物共Amol,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(0x1)。问:x为何值时,残留固体为何种物质?写出残留固体的物质的量与x值之间的关系。 CuO + C = Cu + CO Axmol Axmol Axmol残留固体为生成的Cu和过量的C,其物质的量分别为: n(Cu) = Axmol n(C) =A(1x) molAxmol=A(12x)mol(2)当x时,同时发生反应,且CuO和C无剩余,残留固体为生成的Cu,根据Cu的质量守恒知:n(Cu) = Axmol (3)当x1时,只发生反应,且CuO过量 2CuO + C = 2Cu + CO2 2 A(1x) mol A(1x) mol 2 A(1x) mol 残留固体为生成Cu的和过量的CuO,其物质的量分别为: n(Cu) = 2A(1x)mol n(CuO) = Axmol2A(1x)mol = A(3 x2)mol例4.某金属氧化物的式量为,该金属同种价态的氯化物的式量为,则该金属元素的化合价为() (2)55.2()55 .(2)55 .2()55 解:设该金属相对原子质量为A,化合价为。 (1)当为奇数时,有2,。 216355解得:552,(2)55 (2)当为偶数时,有(2),8 355解得:275 ()2752()55 故选A、B。 例5.已知236式中A是含、两种元素的化合物,B是只含Z元素的单质,C和D均是双原子分子。试确定A、B、C、D的化学式。 解:设A的化学式为,的化学式为,则原式可改写为:236,按原子守恒定律:2()326214 整理后得:(32)7,、为正整数,2。 若2,得4。 讨论:(1)当1,3则: 23262 即为,为2,为,为2符合题意。 (2)当2,2,则222中、两元素都只有4个原子,不能形成C分子,不合题意,故舍去。 (3)当3,1,则: 23262 即A为,为2,为,为2符合题意。 答:略 例6.在120时和某气态烯烃的混合气体与足量的2混合点燃,充分燃烧后恢复到原来温度测得反应前后的体积不变。试求该烯烃可能的分子式及它在混合气体中的体积分数? 解:设气态烯烃分子式为2,体积分数为。2(32)222增加 15205 2222减少 1-(1)2 概括反应前后体积不变,即体积守恒: 则有05(1)2,1,1(1)。 讨论:(1)当2时,1。乙烯24占100%,为0。 (2)当3时,(12)。和各占50。 (3)当4时,(13)。4占333,占667。 答:该烯烃可能的分子式及体积分数分别为: 24占100%,占50%,4占33.3%。 例7.某气态烃与2的混合气体,在一密闭容器中完全燃烧(设反应前后温度相同且高于100),经测定反应前后混合气体的压强并不发生变化,则该气态烃可能是哪种烃? 此类型的题在高考和竞赛题中可经常碰到,解题过程对训练学生的思维能力、想像能力和知识的运用能力都很有帮助,因而在教学中应予以足够的重视。
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