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化学计算中的假设与技巧

从近年来化学高考试题的题型的变化中,我们可以强烈地感到,许多化学计算题(包括选择型计算题)的解法,已经无法采用过去总结出来的一些巧解速算的方法去解决,而必须以化学基本概念和化学原理为依据,通过进行合理的定量分析,去寻求解决问题的方法。这是化学高考命题向弃题海,考素质,考能力变化的结果,是今后发展的方向。我们在运用概念、理论去分析这类计算题时,经常要进行某些化学假设,下面就解决化学计算题常用的几种假设方法作简要介绍。

一、极端假设法

极端假设法就是把研究的对象或过程变化通过假设,推到理想的极值,使因果关系变得非常明显,从而得出正确的判断。

例1.在标准状况下,将NO2、O2、NO三种气体按一定比例充满一固定容积的容器(假设此时相互间不反应),并将该容器倒置于水槽中,充分反应后容器中无气体剩余,所得溶液的浓度为Xmol/L,则X值为

(A)0<X<1/22.4          (B)1/39.2<X<1/22.4

(C)1/28<X<1/22.4     (D)1/39.2<X<1/28

分析:本题采用极端假设法较易求解,把原混合气体分两种情况进行极端假设,第一种情况是假设混合气体只由NO2和O2组成,依题意可求得所得稀硝酸溶液的浓度为1/28mol/L;第二种情况是假设混合气体只由NO和O2 组成,同理可求得稀硝酸溶液浓度为1/39.2mol/L。综合两种情况可确定正确选项是(D)。

二、中值假设法

中值假设是选定变化过程中某点(如恰好完全反应)的量值为参照,分析、推理变化的关系,进而求解的方法。

例2、18.4克NaOH和NaHCO3固体混合物,在密闭容器中加热到2500 C,待充分反应后排出气体,冷却称得剩余固体质量为16.6克,试计算原混合物中NaOH的质量。

分析:本题可假设18.4克氢氧化钠和碳酸氢钠混合物加热,恰好两物质能完全反应,可求得生成固体碳酸钠的质量15.7克为中间值,与题给数据16.6克比较,可确定原混合物中氢氧化钠过量,容易求出混合物中氢氧化钠的质量为10克。

三、过程假设法

过程假设是把实际较为复杂的变化过程,假设为若干个简单、理想的过程,并以其为参照,使问题变得简捷明了,并得以解决。

例3、将含1mol NH3的密闭容器加热,反应一段时间后达到平衡,此时NH3的体积百分数为X%,若在该容器中再加入1mol NH3后密封,加热到相同温度,使反应达到平衡,设此时NH3 的体积百分数为Y%,则X和Y的值关系正确的是:

(A)X>Y    (B)X<Y   (C)X=Y   (D)X≥Y

分析:在容器中再加入1mol NH3气体时,NH3总物质的量为2mol,假设此时容器体积也扩大一倍,则平衡时NH3的体积百分数仍为X%(即Y%=X%),若把扩大了的容器缩小为原来的体积,由于压强增大,平衡2NH3==== N2 + 3H2向左移动,则NH3 的体积百分数增大(Y%>X%),正确选项为(B)。

四、赋值假设法

赋值假设就是在无数据计算,字母讨论以比值形式作已知条件或求比值的问题中,赋予其一些具体的量值,而化抽象为具体,以使问题顺利解决的方法。

例4、向碘化钾溶液中加入硝酸银溶液,直到完全反应为止,结果反应后,溶液的质量恰好等于反应前碘化钾溶液的质量,则加入硝酸银溶液的质量百分浓度为_____________。

分析:由反应式KI + AgNO3 ==== AgI + KNO3 可知析出碘化银沉淀的质量等于所加入硝酸银溶液的总质量,赋值假设有1摩碘化银沉淀生成,则所加入的硝酸银溶液中含AgNO3 为1摩,每摩AgNO3

的质量为170克,每摩AgI 的质量为235克,则所求硝酸银溶液的质量百分浓度为170÷235×100%== 72.34%。本题原无明显可用数据,通过赋值假设,可以正确求解。

 

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