论文部分内容阅读
【摘要】本文从确定物质的成分;确定杂质的成分;确定反应时的过量问题三个方面,阐述极值法在化学计算中的重要应用。
【关键词】极值法化学计算应用
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)3-0157-01
极值法是中学化学的重要解题方法,主要特征就是充分考虑局部对整体的影响,从而找出整体的运动规律,并分析达到目的的有效方法。该思维方法对于有关混合物化学问题的解决可起到事半功倍的作用。
一、用极值法确定物质的成分
解答化学试题常遇到一些知识技能化、题目模糊化的综合性问题,如物质的组成明确,列方程却缺少关系。当学生面临此种问题无法解题时,他必须会进行分析,把它分解成一系列的简单问题,然后分而解之,即根据物质的组成采用极端假设得到有关极值,再结合平均值原则确定结果。
例1,今有某碱金属M和M2O组成的混合物10.8g,加足量水充分反应后,溶液经蒸发和干燥得固体16g,据此确定金属是( )。
A、LiB、NaC、K D、Rb
解析,此题可以借助数学的极限思想即极值法,可知M的相对原子质量的范围。
假如10.8g全部是金属M,则:
M→MOH
MM+17
10.8g16g
列式得M/M+17=10.8g/16g,推出M=35。
假如10.8g全是M2O,则:
M2O→ 2MOH
2M+162M+34
10.8g16g
列式得2M+16/2M+34=10.8g/16g,推出M=10
推出10 二、用极值法确定杂质的成分
在分析混合物中杂质的成分时,可利用整体思维方法将化学问题看成一个整体,避开局部细节,从整体结构上进行分析、转化,可使复杂问题简单化即将主要成分与杂质成分极值化考虑,再与实际情况比较。
例2,将13.2g可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品,在加热条件下与过量的NaOH反应,收集到4.3LNH3(标准状况下)。样品中不可能含有的物质是( )。
A、NH4HCO3NH4NO3B、(NH4)2CO3NH4NO3
C、NH4HCO3NH4Cl D、NH4Cl(NH4)2CO3
解析,设样品为纯(NH4)2SO4,则由(NH4)2SO4→2NH3知能产生4.48LNH3,大于4.3L。因样品中的杂质造成样品中NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4中NH4+的含量,故要求选项中的两种物质至少有一种物质中的NH4+的含量应小于(NH4)2SO4中NH4+的含量。再将备选答案中的化学式加以变形,然后再计算:
NH4HCO3→(NH4)2(HCO3)2
NH4NO3→(NH4)2(NO3)2
NH4Cl→(NH4)2(Cl)2
部分“式量”为:(HCO3-)2=122,(NO3-)2=124,(Cl-)2=71,(CO32-)=60,而(NH4)2SO4中SO42-=96,即正确选项为D。
三、用极值法确定反应时的过量问题
当已知反应混合物的总质量或总物质的量时可假设全部是某一反应物,再假设两者可恰好完全反应,从而确定解题方法。
例3,有18.4g由NaOH与NaHCO3组成的固体混合物,将它们在密闭容器中加热到850℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体的质量为16.6g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。
解析,这是在密闭容器中进行的反应,可能的反应有:
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O①
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O ②
究竟按何种情况反应,必须判断出NaOH与NaHCO3在①中何者过量,才能进行计算。借助极值法可使判断方便、直观。
设18.4g固体全为NaOH,则受热时不减少,剩余18.4g固体;
设18.4g固体全为NaHCO3,则按②式反应后剩余18.4g×106/168=11.6g;
设18.4g固体恰好按①式完全反应,则剩余18.4g×106/(40+84)=15.7g固体。
现剩余16.6g固体,即介于15.7g和18.4g之间,应是NaOH过量。
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O ⊿m
4084106 18
x 18.4g-16.6g
则84/x=18/(18.4g-16.6g),x=8.4g。进而知:m(NaOH)=18.4g-8.4g=10g,NaOH的质量分数为(10g/18.4g)×100%=54.3%。
参考文献
1 余建宏.例谈用系统分析法解决化学问题[J].中学化学教学参考,2008(8):42
2 姚宏程、窦洪庚.高考试题分析之浅见[J].中学化学教学参考,2008(5):50
【关键词】极值法化学计算应用
【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)3-0157-01
极值法是中学化学的重要解题方法,主要特征就是充分考虑局部对整体的影响,从而找出整体的运动规律,并分析达到目的的有效方法。该思维方法对于有关混合物化学问题的解决可起到事半功倍的作用。
一、用极值法确定物质的成分
解答化学试题常遇到一些知识技能化、题目模糊化的综合性问题,如物质的组成明确,列方程却缺少关系。当学生面临此种问题无法解题时,他必须会进行分析,把它分解成一系列的简单问题,然后分而解之,即根据物质的组成采用极端假设得到有关极值,再结合平均值原则确定结果。
例1,今有某碱金属M和M2O组成的混合物10.8g,加足量水充分反应后,溶液经蒸发和干燥得固体16g,据此确定金属是( )。
A、LiB、NaC、K D、Rb
解析,此题可以借助数学的极限思想即极值法,可知M的相对原子质量的范围。
假如10.8g全部是金属M,则:
M→MOH
MM+17
10.8g16g
列式得M/M+17=10.8g/16g,推出M=35。
假如10.8g全是M2O,则:
M2O→ 2MOH
2M+162M+34
10.8g16g
列式得2M+16/2M+34=10.8g/16g,推出M=10
推出10
在分析混合物中杂质的成分时,可利用整体思维方法将化学问题看成一个整体,避开局部细节,从整体结构上进行分析、转化,可使复杂问题简单化即将主要成分与杂质成分极值化考虑,再与实际情况比较。
例2,将13.2g可能混有下列物质的(NH4)2SO4样品,在加热条件下与过量的NaOH反应,收集到4.3LNH3(标准状况下)。样品中不可能含有的物质是( )。
A、NH4HCO3NH4NO3B、(NH4)2CO3NH4NO3
C、NH4HCO3NH4Cl D、NH4Cl(NH4)2CO3
解析,设样品为纯(NH4)2SO4,则由(NH4)2SO4→2NH3知能产生4.48LNH3,大于4.3L。因样品中的杂质造成样品中NH4+的含量小于纯(NH4)2SO4中NH4+的含量,故要求选项中的两种物质至少有一种物质中的NH4+的含量应小于(NH4)2SO4中NH4+的含量。再将备选答案中的化学式加以变形,然后再计算:
NH4HCO3→(NH4)2(HCO3)2
NH4NO3→(NH4)2(NO3)2
NH4Cl→(NH4)2(Cl)2
部分“式量”为:(HCO3-)2=122,(NO3-)2=124,(Cl-)2=71,(CO32-)=60,而(NH4)2SO4中SO42-=96,即正确选项为D。
三、用极值法确定反应时的过量问题
当已知反应混合物的总质量或总物质的量时可假设全部是某一反应物,再假设两者可恰好完全反应,从而确定解题方法。
例3,有18.4g由NaOH与NaHCO3组成的固体混合物,将它们在密闭容器中加热到850℃,经充分反应后排出气体,冷却,称得剩余固体的质量为16.6g,试计算原混合物中NaOH的质量分数。
解析,这是在密闭容器中进行的反应,可能的反应有:
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O①
2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O ②
究竟按何种情况反应,必须判断出NaOH与NaHCO3在①中何者过量,才能进行计算。借助极值法可使判断方便、直观。
设18.4g固体全为NaOH,则受热时不减少,剩余18.4g固体;
设18.4g固体全为NaHCO3,则按②式反应后剩余18.4g×106/168=11.6g;
设18.4g固体恰好按①式完全反应,则剩余18.4g×106/(40+84)=15.7g固体。
现剩余16.6g固体,即介于15.7g和18.4g之间,应是NaOH过量。
NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O ⊿m
4084106 18
x 18.4g-16.6g
则84/x=18/(18.4g-16.6g),x=8.4g。进而知:m(NaOH)=18.4g-8.4g=10g,NaOH的质量分数为(10g/18.4g)×100%=54.3%。
参考文献
1 余建宏.例谈用系统分析法解决化学问题[J].中学化学教学参考,2008(8):42
2 姚宏程、窦洪庚.高考试题分析之浅见[J].中学化学教学参考,2008(5):50