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计算中的另类思维

来源:互联网  作者:佚名  更新时间:2005-12-05 07:37:55   

   [内容综述]
  
    本期主要是讲解在化学计算中的非常规思维问题。
  
    这种思维可大大简化计算过程,加快解题速度,在近几年的高考试题中屡屡出现,同时在高三的化学竞赛中也频频亮相。
  
  
  
  [要点讲解]
  
    什么是化学计算中的另类思维
  
    所谓另类思维即非常规性思维。在某些化学计算中可以不用常规的计算方法,而转换思维角度,另辟蹊径,则能找到更佳的解题方法。
  
    例1.在一定温度下,将等物质的量A和B充入一密闭容器中,发生如下反应:A(气)+2B(气)===2C(气),反应达到平衡时,若A和B的物质的量之和与C相等,则此时A的转化率为()
  
    A.50 %   B.60 %   C.40 %   D.70 %
  
    常规思维:根据化学平衡的一般计算方法,设A、B、C三种物质的变化浓度分别为x、2x、2x,然后利用“A和B的物质的量之和与C相等”,列出方程式,解出A的变化浓度x,从而求出A的转化率。
  
    另类思维:按非可逆反应考虑,设均为1mol的A、B,则只有0.5molA参加反应,转化率为50%,但由于是可逆反应,所以A的转化率应小于50%, 选C。
  
  
  
    例2.R2O8n-在一定条件下可以把Mn2+氧化成MnO4-,若反应后R2O8n-变为RO42-,又知反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为5 : 2,则n的值为( )
  
    A.1   B.2   C.3   D.4
  
    常规思维:根据氧化还原反应中,得失电子数守恒的原则,2mol还原剂Mn2+ 氧化成MnO4-,失去电子的总数为10mol,那么5mol氧化剂R2O8n-变为RO42-,应得到电子为10mol,由此解出n值。
  
    另类思维:由于氧化剂R2O8n- 还原为RO42-,R2O8n- 中R的化合价要降低,已知RO42-中的化合价为 +6,所以R2O8n- 中R的化合价 > +6 、且< +8,选B。
  
  
  
    例3.相同温度压强下,1体积HCl和9体积H2O(气)组成的混合气体,经完全冷凝后,所得盐酸的质量百分比浓度为( )
  
    A.10%   B.18.4%   C.4.9×10-4%   D.80.2%
  
    常规思维:根据阿伏加德罗定律,1体积HCl和9体积H2O(气)可以看作1mol HCl和9mol H2O(气),利用溶液中溶质的质量分数的计算公式来进行计算。
  
    另类思维1:在发现了 HCl和 H2O 的式量比约为2:1后,可将溶质的质量分数的计算,改换为的HCl分子个数比的计算。即:1 / (1+4.5),估算得B。
  
    
  
   另类思维要依据坚实的化学知识
  
    另类思维强调的是思维换位,需要对思维对象的融会贯通的理解。下面几道例题的解法,是从数学的思维角度转换到概念的思维角度,因此必须以坚实的化学知识为基础,否则易繁琐或出现失误。
  
    例4.向50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热,充分反应后,被还原的H2SO4的物质的量是()
  
    A.小于0.45 mol          B.0.45 mol
  
    C.在0.45 mol和0.90 mol之间    D.大于0.90 mol
  
    一般思维:根据铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu + 2H2SO4 == CuSO4 + SO2 +
  
    H2O,2mol H2SO4中有1mol H2SO4作氧化剂被还原,50 mL 18 mol·L-1 H2SO4溶液中有H2SO4 0.9mol,则被还原的H2SO4为0.45mol。但答案错误,是由于思维不到位。
  
    另类思维:随着浓硫酸与铜反应的进行,溶液的浓度不断稀释,而稀硫酸不与铜反应。则被还原的H2SO4一定小于0.45mol。选A。
  
    例5.密度为0.91g·cm-3的氨水,质量分数为25 %,该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量分数为( )
  
    A.等于12.5 %     B.大于12.5 %
  
    C.小于12.5 %     D.无法确定
  
    常规思维:按100g氨水计算,其中NH3为25g。加水稀释后,NH3的质量不变,利用稀释公式或溶质的质量分数公式来计算。如用溶质的质量分数公式,方法如下:氨水的体积为100g / 0.91g·cm-3,与氨水等体积的水的质量为
  
    1.00 g· cm-3×100g / 0.91g·cm-3,则稀释后的氨水中溶质的质量分数为
  
       
  
    另类思维:可假设向氨水中加入等质量的水,溶质的质量分数等于25%的一半为12.5%。 但由于氨水和水的密度不同,且r NH 3< r H2O,所以加入等体积的水后溶质的质量分数一定小于12.5%。
  
  
  
  [能力训练]
  
    1.将Mg、Zn、Al三种金属的混合物与足量的稀H2SO4反应,生成标准状况
  
    下的H22.8L,则原金属混合物三种金属物质的量之和是( )
  
    A.0.125 mol   B.0.10 mol   C.0.15 mol   D.0.20 mol
  
    2.与2.7g Al完全反应的稀HNO3最多溶解Fe的质量为( )
  
    A.2.8g   B.5.6g   C.2.7g   D.8.4g
  
    3.某金属单质与一定浓度的HNO3反应,假定只有单一的还原产物,当参加反应
  
    的单质与被还原的HNO3物质的量之比为2:1时,还原产物为( )
  
    A.NO2   B.NO   C.N2O   D.N2
  
    4.在100 g 浓度为18 mol·L-1密度为ρ(g / cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9 mol·L-1的硫酸,则加入水的体积为( )
  
    A.小于100 mL    B.等于100 mL
  
    C.大于100 mL    D.等于100 /ρ
  
  
    5.在25℃时,硫酸铜的溶解度为S g,把S g无水硫酸铜粉末加入到(100 +S)g饱和硫酸铜溶液中,得到一定量的蓝色晶体。若将此晶体溶解成饱和溶液,应加水的质量为()
  
    A.(100 +S)g         B.100 g

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