化学自习室移动版

极端思维就是通过假设，把研究对象或过程变化推到理想的极限情况，并以其所得的极限值与题设情境对比，分析矛盾，揭示问题的实质，从而迅速找到解题捷径。

一、推断反应物的组成

例1、100℃，3.88gA气体与足量的Na₂O₂完全反应放出氧气，且固体的质量增加了2.28g，试推断A是什么气体。

解析：与Na₂O₂反应放出O₂的气体，可能是CO₂、也可能是H₂O（气），或是二者的混合物。

2CO₂+ 2Na₂O₂=2Na₂CO3+O₂……①

2H₂O+2Na₂O₂=4NaOH+O₂……②

假设A气体全部是CO₂，根据反应①产生的O₂为3.88/44×2=0.044mol；若A气体全部是H₂O（气），根据反应②产生的O₂为3.88/18×2=0.108mol，而实际产生的O₂为（3.88-2.28）/32 =0.05mol。因为0.044<0.05<0.108，所以推断A为CO₂和H₂O（气）的混合气体。

例2、某碱金属及其氧化物（R₂O）组成的混合物，质量为4.0g，将该混合物与水充分反应后蒸发、结晶，得干燥的固体5.0g，求混合物组成。

解析：假设4.0g全是碱金属R，则有

R  ~   ROH

R      R+17

4       5     R=68

假设4.0g全是碱金属氧化物R₂O，则有

R₂O  ~   2ROH

2R+16     2R+34

4          5    R=28

实际上该混合物既有碱金属，又有其氧化物。所以，该碱金属的相对原子质量介于28余68之间，处于此间的碱金属只有钾（K），故混合物由K和K₂O组成。

二、确定反应生成物浓度

例3、在标准状况下，将NO₂、NO、O₂混合后，充满容器倒置于水中，完全溶解，无气体剩余。若产物也不扩散，则所得溶液的物质的量浓度（c）数值范围是（  ）

A、0<c<1/22.4   B、1/39.2<c<1/22.4  C、1/39.2<c<1/28   D、1/28<c<1/22.4

解析：假若容器中仅有NO₂和O₂，其体积比为4：1，容器体积为VL。根据反应：

4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃   c(HNO₃)=(4/5V/22.4)/V =1/28(mol/L)

假若容器中仅有NO和O₂，其体积比为4：3，容器体积为VL。根据反应：

4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃   c(HNO₃)=(4/7V/22.4)/V =1/39.2(mol/L)

因为容器内是NO₂、NO、O₂组成的混合物，所以实际所得硝酸的浓度介于1/39.2与1/28之间，故选C。

例4、在密闭容器中进行A₂(g)+4B₂(g) 2C₂(g)+3D₂(g)的反应，其中A₂、B₂、C₂、D₂的开始浓度分别是0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L，当反应达到平衡后，各物质的浓度不可能是（  ）

A、[A₂]= 0.15mol/L  B、[B₂]= 0.9mol/L  C、[C₂]= 0.3mol/L  D、[D₂]= 0.6mol/L

解析：假设反应向正反应方向完全进行到底，则生成物的最大浓度[C₂]= 0.4mol/L，[D₂]= 0.6mol/L。由于该反应是可逆的，不可能进行到底。因此，C是可能的，D是不可能的。假设反应向逆反应方向进行到底，则反应物最大浓度[A₂]= 0.2mol/L，[B₂]= 0.8mol/L，同理，A是可能的，B是不可能的。

三、判断反应物的过量

例5、向100mL[NO₃^-]=3mol/L的Fe(NO₃)₃和Cu(NO₃)₂的混合溶液中加入10g铁粉，完全反应后过滤，所得干燥固体质量11g。求原混合溶液中Fe³⁺和Cu²⁺的物质的量浓度。

解析：若原溶液中加入的溶质全部是Fe(NO₃)₃，由2Fe(NO₃)₃~Fe关系可知，需铁2.8g；若全部为Cu(NO₃)₂，由Cu(NO₃)₂~Fe可知，需铁8.4g。由此判断铁过量。设Fe(NO₃)₃的物质的量为xmol，Cu(NO₃)₂为ymol，依题意：3x+2y=0.3……① 10-(0.5x+y)×56+64y=11……②  解得：x=0.005mol  y=0.1425mol 故[Fe³⁺]=0.05mol/L   [Cu²⁺]=1.425mol/L

四、确定生成物的组成

例６、向100mL一定浓度的NaOH溶液中缓慢通入0.05molCO₂，待CO₂被完全吸收后，将所得溶液减压低温蒸发，可得5g干燥的不含结晶水的固体，求所得固体的质量分数和所用NaOH溶液的物质的量浓度。

解析：可能发生的反应

2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O……①

NaOH+CO₂=NaHCO₃……②

若CO₂按①式反应，全部生成Na₂CO₃，其质量为106×0.05=5.3(g)；若CO₂按②式反应，全部生成NaHCO₃，其质量为84×0.05=4.2(g)。因为5.3>5>4.2，所以，CO₂过量，生成固体物质是Na₂CO₃和NaHCO₃混合物。

设Na₂CO₃的物质的量为xmol，NaHCO₃为ymol。依题意：106x+84y=5……① x+y=0.05……②  解得：x=0.4/11(mol)  y=0.15/11(mol)

ω(Na₂CO₃)%=[(106×0.4/11)÷5]×100%=77.1%

ω(NaHCO₃)%=1-77.1%=22.9%

c(NaOH)=(2×0.4/11+0.15/11)÷0.1=0.864(mol/L)。